05 水是如何形成的？

水乃生命之源。如果我们可以低成本、清洁、安全地大规模生产水，就有可能解决全球面临的很多挑战。但事情并没有那么简单。

水是什么？它是怎么来的？

我们都是由原子组成的。原子是宇宙中所有物质的最基本构成要素，原子结合起来就会形成分子。

一个纯水分子是由两个氢原子结合一个氧原子组成的。此前，科学家认为，地球上的水可能来自行星形成过程中富水矿物的融化，以及数十亿年前冰冷的彗星撞击地球融化所致。

为什么我们不能自己制水？

尽管在实验室中制造少量纯水是有可能的，但要想混合氢氧来大量制造水并不现实。这种化学反应十分昂贵，会释放很多能量，而且也有可能造成大爆炸。

尽管地球上存在的水总量是一定的，但水在地球上会不断地变换位置和状态。也就是说，有时候它会是水，有时会是固体（冰），有时又会是气体（水蒸气）。

科学家将这种改变过程称为“水循环”，水不停地在空气、陆地和海洋之间循环。

水循环的兜兜转转

水循环的起点是水从海洋、湖泊、河流和湿地中蒸发，然后随着水的蒸发进入我们的空气中。

随着温度升高，富含水的空气逐渐升高、冷却，然后其含水量降低，由此形成云朵。最终，水蒸气又回到液态水的状态，以雨水的形式回归大地。

降雨后，没有及时变成水蒸气升到大气中的雨水，要么就随地表径流流入大海，要么就被土壤吸收形成（岩缝中储存的）地下水。

植物可以利用根部吸收地下水，然后通过叶片中的微孔将水排出（这被称作蒸腾作用）。地下水通过土壤慢慢流入海洋，然后进入下一轮循环。

水循环对于温度和压强的变化尤为敏感。例如，在高温多风的环境中蒸发作用会更强。因此，气候变化也会对水循环产生影响。曾经在陆地上空降水的云朵（进而可以在陆地上收集并利用水资源）可能会因此飘移到海洋上空才降水，这会让一贯潮湿的地区变得干燥，反之亦然。

唯有两滴淡水可饮

我们喝的是淡水，但地球上绝大多数的水都是含有盐分的。实际上，地球上绝大多数现存淡水资源是藏在地表之下的地下水。

如果想象将地球上所有的水装进1升的瓶子，其中的淡水也就只有“两汤匙”，其他都是海水。

在“两汤匙”的淡水中，不到3/4的部分冻结成冰，剩下绝大多数都是地下水。我们在河流、湿地和湖泊中所能接触到并在使用的淡水资源，其实算起来，还不到“两滴”。

因此，保护大量的地下淡水资源十分重要，因为去除海水盐分的成本及耗能都极高。

大气、土壤和海洋都是互联互通的，我们在任何一处所造成的污染都有可能会进一步影响其他地方的水质量。

倒入污水槽或排入大气中的化学药品可能最终会混入地下水，污染我们的淡水水源，这就意味着未来能供人类使用的淡水资源会更少。

尽管我们不能“制造”更多的水资源，但我们可以通过多种节约和保护方式来充分利用现有的水资源。