水在重力作用下，为何没有全部渗入地球内部，而仅在地表循环？

在我们的印象中，水只能渗透到地球表层的土壤中，无法再深入地球内部的岩石之中，仅在地球表面参与物质循环，周而复始，地球的总水量基本保护稳定的状态。而实际上，地球上的水是可以深入地球内部的，只不过随着深度的增加，周围环境的变化使得水无法再继续深入更深的内部而已。

地球上的水循环

我们在上学的时候，肯定都学会水在地球表面的循环，包括大循环和小循环两种方式。其中小循环又包括海上循环和陆地循环两种方式，意思就是仅在海洋或者陆地上进行着水相态的周期变化，从海洋或者陆地上因吸收太阳辐射生成的水蒸气，又会随着温度的下降发生冷凝降回到原来的海面或者陆地上。

而大循环则相对复杂得多，它涉及地球的各个方面，既包括陆地，也包括海洋；既包括土壤，也包括生物；既包括地表水，也包括地下水。这些存贮在不同区域、不同部位的水资源，在太阳辐射能量的驱动下，循环往复地发生蒸发、凝结、降水、渗透、流动等现象，从而实现海陆间的大范围转移。

除了在地球表面发生的水循环之外，其实还包括地表和地下的水循环，这个地表，既有海底，也有陆地表面。由于水的渗透性极佳，它可以在重力作用下，沿着地表土壤或者岩石中的缝隙，不断向下运动。而在运动过程中，这些水的“命运”是不相同的：

有的被土壤、泥沙和岩石所吸附；有的被植物根系所吸收；有的进入地下水系；有的会直达地球内部很深的地方，成为某些岩石水合物的重要来源；有的则会在高温作用下形成水蒸气，重新返回到运移空间；有的会以水蒸气形式与岩浆混合。…………

以上水进入地球内部之后的不同走向，其实都是地球水循环的方式，只是参与循环的载体和方式不同而已。有的通过孔隙以液态或者水汽形式直接返回地表，有的则会被固定在岩层中，造成参与水循环的周期具有很大的差异性。

水能够渗透到地球内部多深？

在地球上，水之所以能够流动，一方面取决于其流体的性质，另一方面取决于重力势能的影响，因此，理论上只要有足够的空间和缝隙，水都是可以进入其中的。但是地球内部随着深度的增加，其自然状态将变得十分复杂，将会直接影响水的渗透性。

大家都知道地球是一个随着深度不同，其组成物质和物理状态出现明显差异的分层结构。这个结构的形成，来源于地球形成之初的演化进程。在太阳行成之后，相应的各个行星也各就各位，地球此时还是一个整体温度非常高的火球，之所以有这么高的温度，一方面来源于在吸收周围星际物质时相互碰撞下所积累的能量，另一方面来源于地球引力作用，使地表物质不断向内坍缩，引发组成物质之间的相互碰撞和摩擦。

在起码有上千度的高温下，地球表面一开始还分布着大量呈现熔融态的岩浆物质，随着时间的推移，在热辐射的作用下不断散失热量，地球逐渐发生了冷却。而在流体状态之下，物质的沉积在重力作用下显得比较容易，密度大的物质要比密度小的物质沉积速度快，因此地球从外向内呈现出组成物质密度不断加大的趋势，逐渐演化成了现在的地壳、地幔和地核三个主要部分，越往上物质密度就普遍越高，温度和压力也越大。

其中，地壳为地球的最上层，平均厚度为35公里，海洋中的地壳厚度较小，平均仅为6公里左右，主要由硅－铝氧化物或硅－镁氧化物所构成，整体上每下降100米温度就会上升1摄氏度。

地壳的下方是地幔，这一层由非常致密的造岩物质所构成，也是地球三大圈层中体积最大的一层结构，达到2800公里左右。在上地幔的顶层存在着一个软流层，地球各大板块就是“漂浮”在这个软流层之上，随着时间的推移缓慢地进行着板块运动，这里也是岩浆的发源地。在下地幔中，温度将达到1500-3000摄氏度，压力达到50-150万个标准大气压，在这种环境下，组成物质呈现出的是一种可塑性的固态形式，平均密度将达到4.7克每立方厘米。

在地幔的下方是地核，平均厚度3400公里，外地壳的组成物质仍然为黏稠的液态，而内地核中温度高达5000摄氏度以上，压力超过1.3亿个标准大气压，物质密度达到惊人的13克每立方厘米，内地核中的物质在这种环境下，将以固态的形式存在，主要成分由铁、镍等金属元素所构成。

由于水或者水蒸气的流动，需要空间传输途径，当物质的密度过大、且以液态呈现时，则水很难从中穿过。通过刚才的分析，在地球圈层中，存在这个临界点的将是软流层，其距离地表的上界深度为100公里左右，下界深度为400公里左右，在软流层中，温度普遍在1200摄氏度以上，达到了地幔组成物质的熔融相温度，在水和挥发性物质的共同参与下，组成物质呈现固态、液态混合的固流体形态。因此，理论上，从地表渗入的水，最多只能渗透到400公里以下的软流层。

地表水的补充机制

根据有关科研监测数据，在海底有许多能够大量渗入地球内部的裂隙存在，其中以板块分离或者上下挤压形成的海沟最为明显。而且科学家们还估算出了每年因海沟渗透进入地球内部的水量，高达近十亿吨。与此同时，在地球水循环的过程中，会有一部分的水汽分子散逸到大气层的外层空间，在高能辐射电离、太阳风吹拂作用下，会有一定的比例最终逃逸到宇宙空间中，虽然比例相对较小，但也或多或少存在着这种客观的损失数量。那么在“一内一外”的消耗下，地球的水量为何不见减少呢？重点是地球上的水资源从整体上看，具有非常有效的补充机制。

渗入水的返回机制。在地球内部高温作用下，一部分液态水变为水蒸气通过原有渠道直接返回地表。

地质运动的返回机制。地表水渗透进软流层之后，会与岩浆共同形成呈固流体形态的物质，随着地球自转的作用，地球内部岩层之间的应用以及能量会逐渐积累，当到达一定程度之后就会以火山、地震等形式，在地壳最薄弱的地方向外释放。而在释放的过程中，水就会以水蒸气的形式从地球内部带回地球表面，重新参与地球的水循环。

结晶水基本不参与水循环。虽然地球内部拥有大量的可以形成结晶水的岩石，比如林伍德石，但是这些水基本上是在地球形成之初、原始海洋形成之后就开始富集产生的，相态比较稳定，同时地表渗透水也很难通过软流层到达结晶水岩石这一区域，因此，这部分的岩石固然含水量丰富，但也不会对地球表面水量产生任何影响。

地外空间的水源补充。虽然有一部分水汽可以逃离到地球大气层之外，但是地球上经常会发生着小行星和彗星等地外天体的坠落事件，这些小天体特别是彗星上富含了大量的水源，在一定程度上弥补了水汽逃逸的损失。

总结一下

地球上的水，其实是无时无刻不在向地球内部渗透的，只不过由于地层结构、温度和压力的限制，其最多只能渗透到软流层之中。而地球表面水量总体保持稳定的原因，就在于渗透的水、逃逸到外太空的水总量，与从地底返回、地外小天体补充的总水量保持着相对平衡的状态。