书城科普自然的奥秘
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第7章 海洋的奥秘(3)

菌藻类生活在什么样的环境中呢?经过多少亿年来的沧桑变化,太古宙和元古宙时期形成的岩石,到现在都已经受了高压高温等变化,而成为“变质岩”,有些还能分辨出它们的原岩(母岩)属于“沉积岩”。它们是在海洋的水下环境中沉积形成的岩石。因此,它们为地质学提供了足够的证据。科学家现在相信,生命最初起源于水中,很可能就在原始海洋沿岸上某个隐蔽的潮汐水洼里。

海洋是生命的摇篮

今天地球上有100多万种动物、40多万种植物和10多万种微生物,如果没有海洋,地球上就不可能有如此瑰丽多姿的生命世界。覆盖地球表面大约70%的海洋对人类有着极重大的影响,事实上,海洋影响着地球上所有类型的生命……为了确切解释海洋对人类的全部价值,我们必须从许多方面来进行研究。

根据古生物学的研究,地球上的生物至少在30亿年前即已在海洋中诞生,从原核生物开始,发展到真核生物。在5.7亿年前,海洋中才出现了各种动植物。直到4.4亿年前才有植物和动物向陆地移居,开始了陆上动植物的进化。在陆生动物的发展进化中,人类的出现是距今大约300万年前的事。追根溯源,大海也是人类祖先的家。至今,地球上的动物中,仍有80%的成员生活在海洋中。人类身上多少还保留着一些海洋的印记,至少每个婴儿在胚胎发育过程中还都必须在母亲的羊水中度过10个月的时间,这羊水就好比海水,在胚胎的早期发育阶段,胎儿会像鱼儿一样出现鳃裂,这说明人类的远祖非常有可能生活在海水中。

生命生存的基础

生命的起源完全依赖地球上广阔的

海洋水世界,那里是形成砂岩、砾岩和石灰岩等水下沉积环境的液态水世界。现代生物在冰冻的环境下,绝大多数不是被冻死,就是被“冬眠”式地冷冻保存。但是在靠近海底火山之类的温热环境中,至今生活着蛤、贝和深海蠕虫等生物。可以说,水、温度、营养和空气中的氧气是大多数生物生存的基本条件。而水几乎是所有生物生存的必要条件。因为水是有机物质碳化合物的良好溶剂,而碳化合物是生命的化学组成材料。

作为最高等动物的人类,是绝对离不开水的。人可以“绝食”几天不死,但如果“绝水”,那么生命就会很快结束。因为人体质量的约65%由含盐0.9%的水组成。如果没有(缺少)水,那么血液循环和营养代谢都不可能维持,生命也将不能存在了。

泪洒太平洋——小岛为谁哭

奇怪的哭声

茫茫太平洋上有一个小岛,不知在为谁哭。

一天,太平洋上晴空万里,天高气爽。美国“新德尼号”货轮正在执行任务,船长尼·哈贝第一次航行在这一带海域,不免有些紧张。但看到洋面上风平浪静,无任何异常,紧张的心也慢慢平静下来,随意观赏起这美妙的风景,几只海鸥追逐着浪花,两条巨鱼从海里跃起,闪出一片夺目的银光……

就在这时,前方发现一个小岛。

尼·哈贝下令:“绕过小岛,继续航行。”

很快船行到小岛右侧。一个年轻的船员正在甲板上拿着女友的照片细心欣赏,快乐地想马上就要见到她了,一年多没见面了,幸好这次卸货的地点就在她的家乡,一定要去看看她。忽然,他隐隐约约听到一阵哭啼。

仔细去听,确实有人在哭。这是谁呢?他环顾四周,看同事们都很高兴,没有人哭。他心里一惊,莫不是岛上有人受困。他立即向船长报告。

是谁在哭泣

尼·哈贝走上甲板,用望远镜眺望小岛,可岛上连一个人也没有,侧耳细听,确有阵阵哭泣声。尼·哈贝松弛的神经猛地又紧张起来,立即下令:“全速前进!”

船员大都不理解,“有人遇难,为何见死不救?”

船长无奈地解释:“如果岛上果真有人,我们一定尽力抢救,可是没发现人啊。再说已近黄昏,如果是海盗耍花招,诱我们上岛,怎么办?我们的任务呢?”

众人无语,纷纷散开,一夜无事。过了两天,船抵达港口。

卸完货,船长放假,大家出去玩。尼·哈贝嘱咐那个要去看女友的小伙子回来时悄悄买几支枪。

登岛调查

当“新德尼号”返回时,又经过那个小岛。下午2点多,岛上又传来阵阵哭泣声,撕心裂肺。船长大手一挥,说:“放下橡皮船,上岛搜查。”

在尼·哈贝的带领下,四个船员各带一支枪登上橡皮船,冲向小岛。很快一行五人登上小岛,只听岛上一片哭泣声,有时像众人嚎啕,有时像群鸟悲鸣,像是在诉说无尽的冤屈,又像是在拼命地呼喊“救命”,令人毛骨悚然。可奇怪的是,一个人也没发现,连一条小路也没找到。

迅速逃离

看到这种怪现象,尼·哈贝带着四名船员慌忙逃回“新德尼号”。这次航行发现小岛哭泣的消息很快传遍美国,许多船只特意绕过来想探个究竟,都无果而终。但凡听到这哭声的人,无不感到惊奇、恐惧、直至伤心落泪。

小岛究竟为什么要哭个不停呢?这都有待继续考查研究。

奇异而美丽的海光

奇妙的海光

长期生活、工作在海上的船员、海军人员经常会在天气晴朗的夜晚看到海面上呈现一大片蓝绿色或乳白色的闪光。人们把这种现象叫做“渔火”。

它并不是海底火山之类发出的,而是海里的藻类、细菌和某些海洋浮游生物大量聚在一起而形成的生物光。

在太平洋战争中,一天夜里,一只美国舰队正驶往战区。突然,水兵发现远处海面上闪动着明亮的火光。他们以为遇到了敌人,立刻进入了战备。

谁料想,过了不多会儿,海面又恢复了平静,光亮消失得无影无踪,原来是虚惊一场。

在另外一个事件中,一条轮船正在夜航,突然在东南方向发现了一片亮光。船员们兴奋异常,以为见到了海港闪烁的灯光。可是过了不久,他们才发现那不过是海洋发出来的一道巨大的光带在欺骗他们。

在这两个故事中,海员们遇到的就是“海光”。海光是一种海水发光的现象。然而,核心的问题是,并不是所有的海域都会发生这种现象,它是一种非常偶然的事件。

海光的成因

为什么会发生海光呢?为什么只在某些海域显露出海光现象?为什么海光又呈现各种姿态呢?

科学家经过长期研究发现,海光其实是一些发光的海洋生物跟人类开的小小玩笑。

原来,在海水中,有的浮游生物具有发光的本领,诸如夜光虫、多甲藻、裸沟鞭虫、红潮鞭虫和一些水母等;一些鱼类也能在夜晚发出微弱的亮光。

这些生物体内有特殊的发光细胞或器官,其中包含有荧光酶和荧光素,在海水搅动的影响下,可以发生氧化作用,同时发出细小的亮光。在茫茫的夜海,这些微弱的亮光汇集起来,就形成了神奇瑰丽的海光。

可见,发光生物的存在是海光形成的物质基础,而海水的搅动则是外部条件。

科学家们发现,海光与海底火山爆发引起的地震密不可分。强大的地震波引起海水的激烈振荡,使海洋生物发出亮光。所以,在振荡强弱不同的海域,可以显示出千姿百态的海光。

海水温度的特点

吸热比陆地多的海水

盛夏骄阳似火,把大地上的一切都烤得烫烫的。此时,人们都愿意到海滨避暑。在那里,你会身不由己地要投到碧蓝碧蓝的大海的怀抱。

但是你不能在大海里泡得时间太长,不能游得太远,否则你会冷得牙齿打颤,嘴唇发乌,浑身发抖的。为什么同样处在炎炎的烈日之下,沙滩就炙热烫人,而大海却令人打颤?

人们研究太阳辐射的情况发现,到达地球表面的太阳辐射能,大部分都被地球吸收了,只有一小部分反射回到空中。而和陆地比较起来,海洋贪婪地吸收着太阳送来的热量,不愿意把好不容易到的太阳能量放弃掉。

海水为什么那么冷

既然海水吸热多,为什么海水没有沙滩热?

原来,陆地是一种不能很好传热和储存热量的固体,既不透明又不流动。太阳即使再厉害些,也晒不透它。因为不能很好地传热,晒了一整天,它所吸收的热量还只是集中在不到一毫米厚的表层内,也就是像沙滩那样的厚度中。热量无法有效储存,自然就加在了生活在上面的人身上。到了夜间,储存的那点热量很快就会散失掉。所以,即使白天很热,到了清晨还是很凉。

而海上的情况就大不一样了,海水的吸热能力强,所以热能都被吸收了。那么,既然热能被海水吸收了,海水为什么还那么凉呢?

原因就在于海水虽然吸热能力强,但是海洋面积太大了,到达地球的大部分太阳能量被海洋吸收并储存起来,海洋就成为了地球上的巨大的热能仓库。举个形象点的例子,在盛夏季节,如果只是在骄阳下放一盆水,因为水少,过几个小时,水就会很温暖,太阳能热水器就是这个原理。海水之所以凉,主要是水量太大。

海洋调节气候

这样一来,地球上热量的供应就主要由海洋来调节。海洋通过海水温度的升降和海流的循环,并通过与大气的相互作用影响地球气候变化。

海浪的美丽与威力

威力巨大的海浪

对于去海边旅游的人来说,海浪无疑是最令人兴奋的了。一波一波的浪头冲过来,击打在岸边的礁石上,发出巨大的轰鸣声和白色的水花,令人震撼不止,也感到无限的美的享受。

不过,如果你那个时候在海里游泳,或是在岸边小坐,就一点也不好玩了。巨大的海浪随时会把你卷入海中,对你的生命构成威胁。

而对于在海中航行的船舶而言,海浪也是一个巨大的威胁。大浪会轻易将一条小船掀翻,将大船损坏。

1966年,“米开朗奇罗”号油船在狂风怒号、浪高9米的大西洋上航行时,夜里突见一个巨浪渐渐升起。据船长估计,约有18米高。巨浪以雷霆万钧之力打到船上,把船首8厘米厚的钢板打扁,在桥楼上撞开了一个9米乘18米的大洞,冲歪了轮船内侧几块舱壁的钢板,还死了三个人。即使船不会沉没,坐船的人也会头晕目眩,感到恶心不止。

波涛的诞生

看海浪的人都会觉得海浪很神奇,有时很富诗意;有时来势险恶,不管在什么时候,总有神秘莫测之感。

一连几天无风时,空气中的一切都不动,可是海上的破碎波越来越大。波浪默默地越过大海,一个接一个滚滚前来,究竟是来自多远的地方呢?巨浪究竟能有多大?危险性又如何?

长久以来,人类一直都难以解答这些问题。到了近几十年,海洋学家才能告诉我们,波涛怎样在大海诞生,诞生后要走很远很远,才抵达岛屿沿岸处或大陆沿岸。

首先,人们可能问波浪是什么?有人可能认为,波浪是在海面上移动的大片海水。绝不是这样,只要细心观察随波漂来的一片漂木就明白了。先见漂木迎着前来的波浪移前少许,随浪升高,然后又跟着小浪移前少许便落下。波浪过后,漂木仍留在原位。

因此,有关波浪的第一件事实是,它和海流不同。海流确实带着水前进,而波浪只是穿水而过。波浪不外乎是能的脉冲,借水分子的振荡在海水中传送。

最常见的波浪,全都因风而起。海啸则是地震所造成。海风吹入水面翻起涟漪,涟漪不断堆起,风力把它们越推越高,同时振荡越来越深。

请注意“越来越深”这句话。风吹起的涌浪吸收了风的能,其中一半是在海面之下。在浅水的沿岸海底潜水的人,见得到这种能的力量,涌浪在上边的海面上经过时,水中的海藻来回摆动。

巨浪的形成

风浪的大小,受风速、风吹的时间长短、海面阔窄等因素影响。波浪的稳定度,也就是波浪的陡度,决定于波长(前后两个波浪波峰间的距离)。

一个波浪如果高度超过其波长约1/7,就要散开,形成白帽浪。在风暴中形成的波涛,高达12~18米的,在大海上并不罕见。更高的“滔天巨浪”也曾有人遇到过。

科学家解释这样的巨浪时说,海是许多不同风暴形成的波浪汇集之地。在大海上任何一点看到的波浪,有遥远地区旧风暴形成的涌浪,也有在较近海域产生的涌浪。这些来自不同方向的波浪相遇时,力量不是抵消,就是加强。

一个波浪的波峰,往往会吞噬另一个波浪的波谷,二者的力量就互相抵消,在湍流之中呈现一片风平浪静的景象。但是有时候,两个、三个甚至四个波峰会加在一起,在短短一两秒钟内重叠起来形成一个巨浪。

冲上岸边海滩的波浪,一般来说,要比在海洋中的小得多。北美沿海的自记测波仪录得,约有80%的破碎波高度不到1.2米,只有冬天风暴季节的波浪才达到3米高。夏威夷欧胡岛的背面,一向以有拍岸巨浪著称。在那里,能掀起6米波浪的涌浪,已经可以写入记录簿了。

在北美北部太平洋沿岸一带,冬季的破碎波往往高达10到12米,世界各地最高的波浪也不过如此。

波浪能远涉重洋,渡过大海。掀起波浪的风一旦平息之后,波浪就不再与风及湍流冲撞,而变为正常状态的“海浪”——在一定的风速下,海水所起的最大波浪。

从此以后,波浪就成了徐徐荡漾的涌浪,横过大海,向遥远的海岸涌去。波浪也和涌浪一样,可以把风暴产生的能传送半个地球那么远。

能够“粘”住船的海

可怕的经历

100多年前,在大西洋西北洋面上,有一艘渔船正在进行捕捞作业。渔船把网撒到海里,便拖着渔网前进。突然,船速明显降低,仿佛从沙滩上奔向大海的人一下水就走不动似的。