把地球上所有的水集合成一顆球，會有多大？
― 直徑大約1400公里。如果只算河川和湖泊的水，只有56公里
地球被稱為「水的行星」，表面有七成被海洋覆蓋。但如果把這些水全部舀起來集合成一顆球，只會變成在地球旁邊小小一顆珠子。海洋雖然非常遼闊，卻非常薄。
轉動地球儀，映入眼簾的盡是一片藍色。許多人學過，光是太平洋的面積就比全部陸地加起來還大。
搭船出海後，不管朝哪個方向看，都是水一直延伸到水平線。也聽說過最深的地方超過一萬公尺。
有這麼多的水，感覺應該能集合成跟地球差不多一半大小的球。但實際計算後，答案卻比想像中小得多。
變小的理由只有兩個
海洋的平均深度約3.7公里。地球的半徑約6400公里。深度只有半徑的約1700分之1。
球的大小是由內含量的立方根決定的。就算水量是地球的約780分之1，換算成直徑後，看起來也只有約9分之1。
依序看過這兩點後，就能看清「水的行星」的真實面貌，以及我們能使用的水有多麼稀少。
地球上所有的水，集合起來只是一顆直徑約1400公里的球
根據美國地質調查所（USGS）的估算，地球上的水總共約有13億8600萬立方公里。這包含了海水、冰河、地下水、湖泊與河川、大氣中的水蒸氣，甚至生物體內的水，全部加總在內。
把這些水集合成一顆球，直徑大約是1385公里。地球的直徑約1萬2700公里，所以只有其九分之一左右。就算跟月球（直徑約3500公里）相比，也只有大約四成大而已。
請看圖1左側。大圓是地球，右邊排列的小球，就是地球上所有的水。用相同比例畫出來，就會有這麼大的差距。
做成地球儀，海洋只有一張紙的厚度
海洋有多薄，用地球儀來想像最容易理解。若地球儀直徑30公分，中心到表面就是15公分。以這個比例來表示海洋的平均深度，大約只有0.09毫米。
這幾乎跟一張影印紙的厚度相同。就算是最深的馬里亞納海溝，也不過約0.26毫米。摸過地球儀表面時，指尖能不能感覺到水，大概就是這種程度的薄（見圖1右側）。
海洋看起來很廣闊，是因為它把整個表面都包覆住了。決定水量的是「面積×深度」，所以不管面積再怎麼廣，只要深度這麼薄，整體的量就會變小。
而且，集合成球時的大小，是由水量的立方根決定的。如果量是1000分之1，直徑就是10分之1。地球的水約是地球整體體積的780分之1，換算成直徑後大約是9分之1。因為縮小的幅度看起來比較平緩，這個數字讓人覺得「比想像中大」或「比想像中小」都有可能，是個很奇妙的數字。
在所有的水當中，約97%是海洋的鹹水。剩下的淡水裡，大部分也是南極或格陵蘭的冰，以及深層地下水。把湖泊與河川的水集合起來，也只能形成一顆直徑約56公里的球。我們日常生活中使用的水，就是靠降雨與蒸發不斷循環，從這小小一粒中持續補充而來。
水比岩石或鐵輕，所以用重量比較的話，差距會更懸殊。地球上所有的水加起來，據估計只占地球整體重量的約0.02%。與其說地球是「水的行星」，不如說是「披著一層薄水的岩石球」。
總結
就算把地球上所有的水集合起來，也只是一顆直徑約1400公里的球。海洋雖然覆蓋了表面七成，但深度只有地球半徑的約1700分之1。而且，球的大小是由水量的立方根決定的，換算成直徑後只有地球的約9分之1。如果只算河川和湖泊的水，直徑則是56公里。
海洋並非「廣闊」，而是「薄薄地攤開」。
我們的水，是覆蓋在地球表面的一層薄膜。
海水為什麼是鹹的，可以參考〈海水為什麼是鹹的？〉；在這麼薄的海洋深處，水仍能對生物產生強大壓力的原因，則收錄在〈深海生物為什麼能承受那樣的水壓？〉。若想看小體積卻塞滿龐大重量的極端例子，也歡迎參考中子星的文章。
- 準備一顆橘子。直徑約7公分的橘子，體積大約是200毫升。把它當作「地球」。
- 準備約其780分之1，也就是大約0.25毫升的水。用滴管或吸管尖端滴出約5滴。這就是「地球的水」。
- 把這5滴水集中滴在保鮮膜上，會形成一顆接近圓形的小水珠。把它放在橘子旁邊，比較一下大小。
明明水量只有780分之1，水珠的直徑卻將近1公分，大約是橘子的九分之一。「量」與「長度」的感覺之所以會有落差，是因為體積是以長度的3次方增加的。
想更深入了解 ― 用語、公式與教科書的連結從國中理科到大學專業科目，明確標示每一段屬於哪個程度
- 國中國中理科、數學會學到的範圍
- 高中高中「地球科學」「數學」會學到的範圍
- 高中＋高中進階內容，或教科書專欄等級的內容
- 大學高中不會學到、屬於大學專業科目（水文學、地球化學）的內容
- 研究連大學都還不當作「定論」教授、研究人員正在調查中的內容
國中用語：這個現象有專有名稱
- 水循環：海洋或陸地上的水蒸發成雲，以雨雪形式降下，再經由河川或地下流回海洋的循環過程。
- 淡水：幾乎不含鹽分的水。存在於冰河、地下水、湖泊、河川等處，約占地球水量的2.5%。
- 相似比與體積比：形狀相同、大小不同的立體物，長度變2倍，體積就會變8倍。體積比是長度比的3次方。
國中高中用公式驗證：水球的直徑，與海洋的薄度
把球體體積的公式反過來用，就能從水量算出球的直徑。本文主題「水球的直徑」本身可以直接算出來，再跟地球的直徑比較。
| 用符號表示 | V ＝ (π ÷ 6) × d³ 所以 d ＝ ∛( 6 × V ÷ π ) |
| 用文字表示 | 球的直徑 ＝「6 × 水的體積 ÷ 圓周率」的立方根 |
| 公式的由來 | 把球體體積公式（體積 ＝ 4/3 × 圓周率 × 半徑的3次方）改寫成用直徑表示，再反過來求解。水量不論形狀怎麼變都會守恆，所以不管是分散在海洋裡，還是集合成一顆球，體積都相同 |
| 符號 | 意義與單位 |
| V | 水的體積（立方公里） |
| d | 集合水所形成球體的直徑（公里） |
| π | 圓周率（約3.14） |
| 地球水的總量（美國地質調查所） | 約13.86億 km³ |
| 湖泊與河川淡水的量（同上） | 約9萬3113 km³ |
| 地球的平均半徑 | 約6371 km |
| 海洋的平均深度 | 約3.7 km |
| 6 × 水的體積（億 km³） | 6 × 13.86 ＝ 83.16 |
| 除以圓周率 | 83.16 ÷ 3.14 ≒ 26.48 |
| 其立方根即為直徑 | 26.48億的立方根 約為 1384 km |
| 地球的直徑 | 6371 × 2 ＝ 12742 |
| 地球與水球直徑之比 | 12742 ÷ 1384 ≒ 9.2 |
| 湖泊與河川的水：6 × 體積 | 6 × 93113 ＝ 558678 |
| 除以圓周率 | 558678 ÷ 3.14 ≒ 177924 |
| 其立方根即為直徑 | 177924的立方根 約為 56.2 km |
| 海洋深度 ÷ 地球半徑 | 3.7 ÷ 6371 ≒ 0.00058 |
| 地球儀（半徑150毫米）上的海洋厚度 | 150 × 0.00058 ≒ 0.087 |
所有的水集合成球，直徑約1384公里，是地球的約九分之一。湖泊與河川的水直徑約56公里。地球儀上的海洋約0.09毫米，幾乎等於一張影印紙的厚度。
高中高中＋水分布在哪裡、有多少
高中地球科學會把地球水的分布當作「水圈」來學習。海水約占97%，淡水約占2.5%，淡水中約有七成是南極或格陵蘭的冰蓋、冰河，約三成是地下水。湖泊、河川、沼澤等地表水，甚至連淡水總量的1%都不到。
高中＋水量越少的地方，更新的速度越快。大氣中的水蒸氣平均約10天左右就會以雨的形式落下並更新一次。相對地，海水完整循環一輪則需要數千年。河川與湖泊的水雖然量少卻不會枯竭，正是拜這種快速更新之賜。
大學水文學：水收支與滯留時間
處理地球上水量與流動的學門稱為水文學。讓各個儲水處（海洋、冰蓋、地下水、大氣等）的進出取得平衡的水收支公式，以及用「儲存量 ÷ 進出流量」求得的滯留時間，是這門學問最基本的工具。全世界水分布的估算表，廣泛採用前蘇聯水文學者希克洛馬諾夫（Shiklomanov）等人在1990年代整理的數據，美國地質調查所的數值也是以此為基礎。
📖 公式推導與更深入的內容：水循環（維基百科，日文） ／ 美國地質調查所〈地球上有多少水〉（英文）
研究尚未完全明朗的部分
- 地函中的水：地下數百公里深的地函礦物中，封存著水分。有估算認為其量可能是海水的好幾倍，但誤差範圍很大，尚無定論。
- 地球的水從何而來：是彗星帶來的，還是小行星碎片帶來的，或是地球形成時就已含有？以氫的同位素比例為線索，討論仍在持續。
- 地下水的總量：深層地下水無法直接測量，因此估算值的誤差範圍很大。人類可利用的淺層地下水，其補注速度有多快，也仍在研究中。
也就是說，本文的內容也是「目前已知範圍內的說明」。地表水量的估算精確度較高，但如果把地球深處的水也算進去，答案或許會改變。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文哪個部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 數學「相似圖形」、理科「天氣變化（水的循環）」 | 水量只有780分之1，直徑卻是9分之1的原因 |
| 高中 | 地球科學基礎「地球的水圈」 | 海水、冰、地下水的比例 |
| 高中＋ | 地球科學「水的循環與滯留」 | 大氣中的水約10天更新一次 |
| 大學 | 水文學・地球化學 | 水收支與滯留時間 |
| 研究 | 行星科學・地球深部科學 | 地函中的水、地球水的起源 |
| ― | 與生活的連結 | 我們能使用的水，是靠直徑56公里的一粒不斷補充而來 |
- U.S. Geological Survey, "How Much Water is There on Earth?"（Water Science School）
- 美國國家航空暨太空總署（NASA）・地球數據集（質量、平均密度、半徑）
- Shiklomanov, I. A. (1993). World fresh water resources. In P. H. Gleick (Ed.), Water in Crisis: A Guide to the World's Fresh Water Resources. Oxford University Press.
- 國立天文台 編《理科年表》丸善出版（国立天文台編『理科年表』，地球的大小・海洋深度）
※本文為大眾科學解說。文中數值為幫助理解原理所提供的參考與概算。水的總量與分布數值皆為估算值，依資料來源不同可能略有差異。