這應該是一個低級科普問題,但我這個物理,地理都只有高中水平的勒色查了一些資料,並不能很好地自己解決這個問題。

我的想法如下:請耐心看完再答題。

一、南北極的冰川漂浮在海上,海水是鹽水。如果把一杯鹽水放在冰箱裏冰凍,它會變成鹽冰塊兒,冰塊兒融化後還是一杯鹽水。我查了下兩級冰川形成的過程,真心看不明白,我只覺得,它約莫是海水結晶而來,那麼它為啥子不是鹽水塊塊兒?

二、教科書上說,冰川是地球上最大的淡水水庫,全球70%的淡水被儲存在冰川中。冰川是地球上最大的淡水資源,也是地球上繼海洋以後最大的天然水庫。

三、目前,在溫室效應的作用下,南北極的冰川在融化,如果冰川是一塊大大的淡水冰塊,那麼融化後流入海洋就成了鹽水了。既然要白白浪費掉,為什麼不去利用?這裡且先拋開政治問題和值不值的問題,只想問問開採冰川是不是一種好的緩解淡水短缺的辦法。

我覺得我最大的錯誤可能是把冰川形成的過程搞錯了,它可能不是海水變來的。

不懂就問。歡迎科普大佬們答題,筆芯了,抱拳有禮了。


整個南極大陸上的冰川是海水直接凝固得來的麼?


題主的邏輯串是:

海水水多-冰川中大量的水只能來自海水-海水裡有鹽-冰川裏有鹽-冰川是鹽水。

事實上,邏輯串中,「海水裡有鹽-冰川裏有鹽」,這一過程仔細思考一下就會發現並不必然。

題主也很清楚,一杯鹽水整體冷凍起來,是鹽和水的共結晶。也就是說,如果南極冰川是鹽水,必須是由海水直接凝固得到。

問題是,整個南極大陸上的冰川中的是海水直接凝固得來的麼?

如果這一點要發生,那麼需要的條件是:

南極大陸曾經沉在海面之下,海面是結冰狀態。之後大陸運動,板塊抬高,將整個海水冰塊抬起,形成如今的南極大陸,以及大陸上的冰川。

而事實上,冰川並不是,也不可能是如此形成的。

冰川的主要形成來源,是地表降水。在極低的溫度之下,未被冰川覆蓋的話,南極大陸的地表水蒸發會非常少。形成自海洋的雲會降水至南極大陸,進而結冰;南極大陸則無法形成足夠的地表水蒸發。因此,最終的結果,是海水通過降水-結冰的途徑,形成了南極大陸的冰川。在冰川量達到一定的程度下,會形成蒸發-降水的平衡,使得冰川不再繼續積累。

因此,雖然冰川的水來自海水,但並不是直接凝固自海水,而是經由降水-結冰的途徑,形成淡水為主的冰川。

南極大陸有岩石基地用來承載降水與形成淡水冰川,那麼北極的北冰洋呢?北極冰川為何也是淡水?題主可以自己深入思考一下。


開採冰川是一個非常困難的事情。一方面,能夠去如此寒冷的兩極,需要性能很好的輪船或者飛機,而且每次運輸量其實並不大,成本會極高;而另一方面,這個開採運輸成本幾乎沒有任何的降低空間,因為南北極的溫度固定,南北極的位置固定,來回成本基本是固定的。

事實上,最大的淡水來源其實是海水。如果能夠發明出高效的蒸餾技術或者水鹽分離技術,全世界人民都不愁用水了。


謝邀

冰川形成的水分來源是降水,並不是海水凍結。

冰川的定義是:地球表面寒冷地區多年積雪積累起來並具有一定形態和運動著的冰體。

也就是說冰川是來自於降雪的,所以海冰不屬於冰川之列!

冰川————————————雪

海冰————————————海水

冰川是由降雪形成的,其實一眼就可以分辨。冰川因為是由於積雪壓實形成,所以呈白色。那些漂浮的冰山也都是剝落的冰川。而海冰大部分是透明的,漂浮的海冰和冰山(冰川)是完全不同的。

至於有木有鹽分,降雪是不含鹽分的,就不再重複了。而海冰是夾雜一定量鹽分的。

結論就是,成因上來說冰川不含鹽,海冰含鹽。

參考1.《凝固的水庫——冰川資源》王宗太

2.中科院地理所科普網頁「什麼是冰川」


——7.14更新——

我最近就評論區爭議比較多的幾個點去查了一下文獻確認了一下(畢竟物化的相圖和高中的地理我學都不是很好,怕被打臉)。因為放假沒在學校所以只能掛VPN查電子文獻,但是圖書館伺服器老是宕掉找個東西過了兩三天才發我郵件,還是不完整的,所以一直拖到現在纔回應。

1 關於冰川的定義

冰川的定義確實有雪積形成。不過根據題意,我覺得這裡的冰川就算是廣義上冰川,問題的本質應該是海水結冰後為什麼是「淡水冰」。更多的去糾結於定義,我覺得有些鑽牛角尖。

2 關於雪積形成冰川

這個是冰川形成的原因沒錯,但是並不是冰川保持「淡水冰」的原因。冰只要還和海水有接觸就一定會有一個動態平衡過程,如果不解決海水結冰的問題,那麼就不能保證冰川是「淡水冰」。

3關於「淡水冰」就是結冰析出鹽的過程

題目中舉了一個冰箱冰鹽水的過程。這說明,滿足一定情況下,鹽水是可以結成鹽水冰的。

結冰析出鹽,所以就結的是淡水冰。這個解釋沒問題。而原回答主要想說明的問題是,什麼情況下鹽水結的是「淡水冰」,什麼情況下鹽水結的是「鹽水冰」。

防止誤會,補充一下,鹽水冰嚴格講應該是鹽和冰。而不是鹽水結成冰。

——原回答——

這個問題要量化去討論其實很複雜,涉及到物理化學中很多的知識點,但是如果只是要定性分析就比較簡單。

題幹思路是把一杯鹽水放到冰箱裏結冰,結出來的是冰鹽水,於是就有了這樣一個想法:如果把地球看成杯鹽水,那結出來的不應該也是冰鹽水麼?

這個思路是沒問題的,但是為什麼會出現冰川多是淡水的情況?

這就涉及到相平衡的問題。

粗略的把海水看成不飽和鹽溶液。在降溫的過程中,濃度就會變化,可能會析出晶體,也可能不會形成冰和溶液混合物。情況比較複雜。

所以就需要藉助相圖來分析。

找不到合適的網圖,就去翻課本拍了一張大概意思的相圖。雖然溶質有差異,但是不影響理解。

物化——相平衡

我找了一下海水鹽濃度的數據,普遍在3.5%左右,這裡為了方便取5%。

我們可以發現,在橫軸取0.05,縱軸取273,雖然有些勉強,但是不難發現這個狀態是溶液狀態,是不結冰的。

而當溫度低於273K時,就會形成冰和溶液,而此時水結成冰會放熱,就讓體系又回到平衡點。此時的變化是出現了一些水結成了冰,而鹽並沒有來得及析出。

未結冰的溶液則新城區了新的溶液,濃度要高於剛才溶液,而此時則需要建立新的相平衡,如此反覆,最後會在附近形成穩定的相平衡,但是也不會比最開始的偏離很多,因為海水的濃度幾乎不發生變化。從而最後形成穩定的動態平衡。

而之所以沒法像鹽水放冰箱一樣形成冰鹽水,就是因為鹽水濃度太大,鹽水整體溶液太少,開始時就處於a點右端。

也有可能在結冰過程中可能會在圖片中a點左端,也就是和海水一樣,只形成冰,不形成「冰鹽水」。

但是在隨著冰的增加,溶液濃度增加,逐漸就開始右移,此時在結冰過程中,晶體也在析出,也就是我們說的形成「冰鹽水」。

而這個時候就會出現一個問題,按這個理論,那麼冰鹽水應該是不均勻的,最後結冰的多數會是鹽。

但是為什麼我們冰箱冰的出來的鹽水就比較均勻?

實際上晶體在析出過程時,由於擴散作用在具體內部進行的很慢,所以較早析出的晶體就會形成「枝晶」,也就是我們有的時候看冰裏像樹枝一樣的東西,枝條中含有較高熔點的組分,也就是我們說的「鹽」。這種現象也叫「枝晶偏析」。

如果偏析發生的比較密集,那麼鹽和冰混合的比較均勻,從我們直觀的角度看就是形成了冰鹽水。

如果有漏洞歡迎討論,接受批評。

手機打字,有點累,希望能對你有幫助。


冰川是海水變來的?西藏也有不少冰川呢


因為冰川不是海水結的冰,而是雪花結的冰。


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