大气物理·地球 | 一滴水能造成多大破坏？

大气物理·地球 | 一滴水能造成多大破坏？

徐来

2017-10-24

世界好大，奇妙的事情每天都有，我们一起去发现吧！

大气物理·地球 | 一滴水能造成多大破坏？

| 暖爸型转述师 | ：金北平

徐来

你听说过“水滴石穿”这个成语吗？这个成语是说，水虽然是液体，乍一看没什么力量，但如果一直持续地往石头上滴，总有一天，会把石头打穿。后来，有人用这样的成语，形容只要你能坚持，就有可能会成功。

不过，这是水不停地往下滴，滴很长很长的时间才会发生的事情。那么，如果只有一滴水，滴下来会发生什么呢？千万别觉得这一滴水没什么力量，在某些情况下，它造成的破坏有可能会吓坏每一个人。今天，我们就在科学的基础上展开想象，看看一滴水到底能造成多大的破坏。

雨滴有多大的冲击力？

一滴水在空气里自由下落，掉下来，这个情况，其实我们倒是常常碰见——那就是下雨嘛。水蒸气凝结成小水珠，并且聚集成云。小水珠积累到一定程度的时候，落下来，就成了雨。雨滴虽然很小，但是，从那么高的天上掉下来，力道也很大的，打在头上脸上，相当疼。那么，如果让雨滴从更高的地方落下来，会不会更疼——有没有可能，落一滴水下来就砸伤人呢？

你有没有想过这个问题，有没有为此而担心呢？如果有的话，那我可得说一句：别担心，这样的事情一定不会发生。因为，虽然雨滴会受到地球引力的影响，往下掉落，而且越掉越快，但同时它也受到空气阻力的影响。 离地面越近，空气阻力越大，大到一定程度就会跟地球引力的影响抵销掉。这个时候，雨滴的速度不再变化了——这个速度，被叫做“终末速度” 。雨滴的终末速度大概跟咱们一般骑自行车骑得快时候的速度差不多——也就是让你觉得脸上略有点疼而已。

你看，影响一滴水掉下来的速度的，就是空气阻力了，那假如我们把地球上的空气都抽掉，不让它有阻力呢？这种情况，科学家也计算过， 水滴能达到的最快速度，每秒钟可以达到11公里 。你一定要记住这个速度。如果我们把地球上任何一个东西以这个速度扔向空中，那么，它不会向其他东西一样，掉落回来，而可以直接飞出地球去。所以， 这个速度也被称为“逃逸速度” ，意思是，从这个星球逃出去所需要达到的速度。

这个速度的水滴打到人身上，那一定会受伤的。

巨大的水滴有多大威力？

假如这一滴水比较大呢？你看，我们之前可没有说这滴水有多大。一般来说，雨滴的直径在5毫米左右，差不多比你食指的指甲盖窄一点儿，重量是很小很小的。但如果我们有很多很多水，比如有一个游泳池那么多，一股脑倒下来，那力量就要强很多了。

有人计算过，如果我们把夏天一场大雨的所有水都聚集在一起，那么会重达6亿吨——怎么样，这个重量你是不是没有概念？咱们换一个说法，地球上所有人的体重，加在一起，差不多就是这个重量了。

这样大的一坨水，要是从云彩的高度落下来，落到地面上的时候，速度会高达每一秒钟200米。一大滴水以这个速度造成的摩擦和压力，会让坠落地点周围的温度变得非常非常热——热到能让这里的植物全都燃烧起来。当然，你也不用太担心会引起火灾，因为它们的上面是一大滴水，火刚燃烧起来，水就降下来了，会立即把所有的火都扑灭。

当然，这一大滴水落到地上之后，会向四面八方弹开，产生巨大的冲击波，方圆几公里之内，没有任何东西可以躲开，二三十公里之内的建筑也很可能全都会倒塌。

注意，一开始我们说的是一滴水，但是并没有说是一滴什么水。 水有三种形态，常温常压下是液体，温度升高会变成气体，温度降到0度以下就会变成固体 。固体的水就是冰。如果那一大滴是冰呢，会出现什么情况？

实际上，这种情况地球上很可能发生过。因为我们所在的太阳系里，其实存在着很多这样的大冰坨子，它们被天文学家称为彗星。很多人相信，地球曾经经历过彗星的撞击。 彗星和小行星不一样，彗星大部分是冰做的，小行星是石头做的 ，冰撞上来也很厉害。6500万年前的一次小行星撞击，让恐龙灭绝了，现在如果来一个彗星撞击，也能造成很大的灾难。

从这个意义上来说，咱们还是别用冰了，一滴巨大的水已经很可怕了，如果是巨大的冰，可能是毁灭性的。

水滴在太阳上有多可怕？

等等，我这么说，你会不会误以为，只要不是冰，而是一滴水，就不会造成太大的麻烦？

如果你这样想，就错了。确实，如果是一滴水，哪怕是一滴巨大的水，掉在地球上，最多也就是一场规模巨大的爆炸。似乎还算不上是什么毁灭性的打击。如果一滴水掉落的地点不是地球，而是别的其他天体呢？情况恐怕就要糟糕很多了。

比如说吧，假如一滴水在太阳上掉落——当然，你也知道太阳的温度很高。 咱们先不考虑温度和水分蒸发的问题，就说一滴水落到太阳上。这一滴水能达到的最大速度是每秒钟接近620公里 。这个速度比掉在地球上可快多了，所以，引起的爆炸效果也比在地球上的大得多。不过还好，太阳上没有住着人，也没有花花草草、高楼大厦什么的。所以，似乎也造成不了多少直接的破坏。

麻烦之处在于，太阳其实是一个巨大的“反应堆”。它之所以能够不停地发光发热，是因为太阳上面的物质正在进行一种叫做“核聚变”的反应。光和热都是这种反应的副产品。而且，太阳含有的物质越多，这种反应的速度也就越快，释放出来的光和热也就越多。

如果我们只是滴正常大小的一滴水到太阳上去，那影响确实也是不大。可是，如果我们滴上去的是一大滴水，相对于太阳来说，应该也不算什么。可是如果水滴再更大更多一些，那就有可能让太阳上的反应变得更剧烈了。这样一来，就有可能给咱们的地球传送更多的光和热。

太阳上无时无刻在发生核聚变。

博物学家养成记

给地球传送更多的光和热，听上去是为地球做贡献，但你千万别觉得这是好事儿。过高的温度会让地球温室效应变得越来越明显，我们的农业很有可能就这样被毁了，住在海边儿的人，他们的房子、土地也会被海水给淹掉。如果倒在上面的水真的足够多的话，多出来的光和热，足以毁灭地球上的所有生命。

今天我们学习了3个知识点：

终末速度：包括雨滴在内，所有的东西在从高空落下的时候，都会受到重力和空气阻力的双重影响。如果掉落的位置足够高，那么它将因此达到一个恒定的速度，被称为“终末速度”；

逃逸速度：如果不考虑空气阻力的话，那么水滴掉落到地面上时所能达到的最快速度是一定的，大概是每秒钟11公里。这也是地球的逃逸速度，要想飞离地球，我们必须达到这个速度；

太阳无时无刻不在进行核聚变，并为地球提供光和热。如果向太阳滴许多水，那么太阳质量增加之后，会提高核聚变的速度，释放更多的光和热。

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徐来

今天，是博物学陪伴你的第 196 天，恭喜你，又收集了一个新知识！下一期我们继续研究。