1957年3月2日晚,黑龙江省呼玛县西北方的天空中,出现了几颗彩色光点。渐渐地,光点放射出橙黄色的强烈光线,并且不断变化着形状。之后,光线慢慢模糊,形成幕布那样的形状,彩色逐渐变淡,最后消失。
就在同一天晚上,新疆北部阿勒泰北山背后的天空,也出现了鲜艳的红光,宛如山林起火似的。过了片刻,红色的天空射出一片片与地面垂直的光带,光带呈白色,又稍稍带些黄色,呈辐射状,从北山后逐渐向天顶推进。几条光带之间呈淡红色。一会儿亮,一会儿暗,光带的长短也不断变化着。不一会儿光带伸向天顶附近,这时光色最亮,那光带仿佛一条白色的绸带,飘在淡红色的空中。这种现象一直持续了3个小时。
这种罕见的景观就是极光。地球南、北两极附近的高空,夜里常常会出现极光。极光的形状变化万千:有时像巨伞,有时像细丝,有时像帐幕,有时似空中飘舞的彩带,有时又恰如一团跳跃着的火焰。它的颜色也是绚丽多彩:白色的、蓝色的、紫红色的、橘红色的、玫瑰红色的极光是地球南极和北极特有的自然现象,它经常发生在极区上空800~1200千米的地方。有一种黄绿色的弧形极光相对比较稳定,它的规模也大得惊人:长度可达1000千米,甚至形成环绕极地的光圈,宽度可达10~100千米。
那么,极光到底是怎么形成的呢?
有的科学家认为,是地球磁场以及太阳光辐射导致了极光的发生。理由如下:太阳发出的高能质子和电子到达地球的时候,因为受到地球磁场的影响,高能质子和电子就向地球南、北两极地区偏斜,并大部分进入南极和北极上空。所以,我们只能在地球的南、北极地区见到极光。这些高能质子和电子在降落的过程中,一定会碰撞到地球高层大气的原子,两者相互撞击,自然就发射出炫目的亮光。不同原子发出的亮光不一样,氧原子发出来的是红光、绿光,氮原子发出来的是紫光、蓝光、红光;另外,粒子自身也会发出比较微弱的光。这样一来,极光的颜色就绚丽多彩,好比节日放的焰火,又美丽又壮观。不过,这只是一种猜测而已。
有反对者提出异议,说如果极光是来自太阳的高能质子和电子造成的,那么,这些高能质子和电子应该一直在不断地袭击地球,这么说来,极光应该是不断发生的自然现象。但事实并非如此。
到底是什么原因造成极光的突然出现呢?这还有待科学家们继续去探索。
大地也会发光
1983年12月29日晚9~10时许,在辽宁省铁岭县鸡冠山乡一带出现一道强烈的绿光,自西向东跃动,西边的龙王顶村和离此村20千米外的岱海寨村等地有许多人看得很真切。人们不解其意,猜疑种种,有的说是地震前兆,有的说是“神兆”。
新闻单位请气象部门对这一现象给予解释。气象工作者根据铁岭县所处地理位置和当天晚上天空状况分析,认定这种绿光属于地光。地光是一种低层大气发光现象。地光的形式是多种多样的,有带状光、条状光、片状光、球状光、火状光和柱状光等。地光的颜色也是五光十色的,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫都有。通常看见的地光有的蓝里带白;有的形似彩虹,五颜六色;有的犹如一条光带,划破长空;有的犹如一团火球,或沿地翻滚,飘忽不定,或腾空而起,高悬半空。但绿光还不多见。
地光到底是怎样形成的呢?多年来,一直是个不解之谜。
由于地光往往是在地震发生前后出现的,所以有人认为地光与地壳的组成和变动有直接关系。地震是一种能量的积累和释放过程。由于地球的转动和地球内部物质的运动,在地球内部就会产生一种使地壳变形的力。而岩层也会产生一种反抗变形的地应力。当地应力积累到一定强度时,岩层就会突然发生破裂和错动,于是出现巨大的能量释放,并以地震波的形式向四周传播。其中高频和低频地震波就可能会引起地光。
有的科学工作者认为,地壳中的岩石在具有较高电阻率的情况下,1~10赫兹的低频地震波能使岩石产生很强的高压电场,从而使空气受制激发光。
有人从地震前日光灯会自动闪亮这一现象得到启示,认为地光可以由超声波激发空气所产生。
有人指出,深层地下水的流动也可导致大地电流的产生从而诱发地光。
还有人从大气静电场强度的变化和空气中带电离子浓度的变化探索地光产生的原因。
也有人指出,地光的形式多种多样,因此,它的成因也绝不会是单一的。比如,有的地光是沿着裂缝发生的,就可能是坚硬的岩石在强烈地震时由于断裂或摩擦产生的。1975年辽南大地震中,地光现象极为普遍,且多出现在第四纪疏松沉积物覆盖下的辽河平原地区,有的与冒砂孔完全一致,这就说明这类地光的出现是浅层天然气和石油因地震活动而喷射出来的自然发光现象。
总之,完全搞清地光发生的原因,还需要做许多工作。目前,地光的成因还是个谜。
遭遇雪崩
1969年12月24日,瑞士西南部阿尔卑斯山吉纳村上方,14名山地人爬过一个积雪山坡,为度假的人准备滑雪坡。脚底下不稳固的积雪,突然好像山崩地裂,向下滑落。其中3人被翻腾滚下的积雪卷走,无法救援,结果葬身于好几吨重的雪堆中。
那年圣诞前夕的惨剧,成为随后前所未有一连几次雪中惨剧的前奏。在那个酷寒的冬天,从欧洲阿尔卑斯山脉东至伊朗艾尔布芘山脉,发生过几次20世纪威力最大的雪崩,就像骇人海啸似的,冲下陡峭山坡。1970年头3个半月内,有200余人因此而丧生,数百人受伤,还把许多房屋、旅馆、医院、滑雪缆车设备、桥梁、公路及铁路冲毁。
法国灾情最重。4月中旬,融雪引起山崩,数以万吨计的泥石从白朗峰疾冲入山谷对面阿西高地一所肺结核疗养院的三幢宿舍里。72名遇难者多半不满15岁。两个月前,在伊塞勒峡谷,大雪崩猛扑一座青年旅舍,有39名滑雪青年遇难。
同一期间内,瑞士也发生过历史上少见的雪崩惨剧。1970年2月24日,接近意大利边界的雷京格村,发生220年来最惨重的雪崩,30人遇难。在随后发生的小意外中,又有多人死亡。各地高山都会发生雪崩。每年发生的大雪崩,可能多达25万次,但并不是所有雪崩都会毁灭生命或财产。雪崩与冰川是完全不同的自然现象。冰川是由又厚又硬的大冰块缓缓移动形成的,雪崩则是大量松软积雪迅速滑动。斜坡上的积雪,总是处于脆弱的平衡状态。连续降雪后,雪就会像多层夹心蛋糕似的层层堆积。随着气温及天气的变化,雪层会下沉、结实、融化及重新冻结。例如,新降的雪可能落在已经结成冰块的层面上。这两层之间的结合,极为薄弱。任何轻微的扰动,都能使上层积雪没过下面的冰层。
山地人把雪崩分为“土崩”与“尘崩”两类。新降大雪不能与旧雪层坚实地结在一起时,通常发生尘崩。大雪连下24~48个小时,积雪堆至10英寸(1英寸≈2.5厘米)以上,一般认为尘崩最易发生。上层积雪受到地心引力,顺着山坡滑下。巨量积雪滑落速度迅速增加,滑落时积雪越来越多、越来越重。只要几秒钟便滑下极长的斜坡,速度惊人。瑞士有一次尘崩,用计秒表测得的时速竟超过200英里(1英里≈1609米)。
尘崩时,还在迅速滑动的雪墙前面产生一股强大的气压。这种强烈的“风”,曾有一次在阿尔卑斯山,把250英亩(1英亩≈4047平方米)范围内所有根深蒂固的百年老树连根拔起。又有一次在奥地利,把一辆游览客车吹落一座桥下,25名滑雪人遇难。但滑动的雪墙根本没有碰到那辆游览客车。
另一方面,土崩——湿雪滑落——时速很少超过60英里,但也有破坏力。此种雪崩通常发生于春季积雪开始融化时,土崩的雪在滑动时滚成雪球,一路上收集泥土、拔起了的树木和挖松了的大圆石等杂物,积重可达100万吨。土崩的雪所经之处,障碍物上所受的威力,每平方米强达一百吨。
山区中必有雪崩,但为什么近几年雪崩所造成的伤亡及破坏,都比以前大?专家举出几个理由。
滑雪及其他冬季运动方兴未艾。历来遭受雪崩侵袭的地方,冬季别墅及游乐场地有增无减,于是危险增加。一位瑞士专家说:“人们好像并不关心那里是否安全。个人的经济利益总是摆在前头。”
无限制发展并不是雪崩杀人的唯一原因。有记录的雪崩多半是由粗心的滑雪人引起的,造成许多人伤亡。瑞士一个救援队的队长指出:“每年有太多人由于愚昧无知或低估危险而丧生。他们想不到可能有被活埋、压坏或窒息的危险。”(瑞士有记录说明,遇雪崩遭活埋的人,两小时后,100人中只有19人生还,三小时后则只有9人)
每个冬季,瑞士估计有2万次雪崩,其中约有137次造成相当大的损失,伤亡人数在比例上却较邻国低。这一点主要归功于完善的预报系统。这个系统隶属瑞士联邦积雪及雪崩研究所,意大利、奥地利及苏格兰也采用同样办法,法国则效仿部分措施。雪季时间每周一次。估计阿尔卑斯山发生严重雪崩的可能性,在危急情况下则酌增次数。发表雪崩警报前,先分析几千项个别报道。研究所及外界观察员,包括阿尔卑斯山向导、滑雪教练、学校教师、修道士及缆车驾驶员等,从瑞士52个观察地点每日用电话、电报报告当地积雪及天气的情况。此外,还与奥地利和意大利交换类似资料。
报纸、电台和电视台都报道研究所的公报。瑞士联邦电话局还把公报录下,随时回答电话询问。公报翔实可靠,警察、救援队及游乐场地,都据此限制车辆来往、关闭滑雪坡或撤离危险地带。
该研究所在1942年成立,设于一座四层楼高的近代大楼内,坐落在崎岖的威斯夫鲁约赫峰顶。这座险峻的山峰海拔9000英尺(1英尺≈0.3米),山脚下是达弗斯镇。山上有一条两英里长的缆车轨道把研究所与山谷连接起来,这条缆车轨道也供滑雪人登山之用。
研究所共有24位专家,分担控制积雪的各项工作。其中包括气象学家、水文学家、工程师、森林学家、地质学家及物理学家等。由于这批专家专门研究雪崩成因及各种预防措施的工作,所以全世界专家也常群集威斯夫鲁约赫峰吸取新知识。
研究所的另一项活动,是每隔一年的1月举办为期一周的雪崩讲习班,这项户内及户外课程,只需缴付很少费用便可参加。许多学生是阿尔卑斯山救援人员及外国游乐场地的滑雪教练。课程之一是寻找埋在雪崩中的遇难人。狗的嗅觉敏锐,人类远不能及。训练过的狗,嗅觉敏锐得使人难以置信。
举例来说,1968年某夜,达弗斯镇连续雪崩埋了11人,雪崩狗在两三个小时内便把他们找到,掘出后其中4人还活着。这些灵犬凭嗅觉找到埋在干雪下深达16英尺的遇难人。据研究报告,受过良好训练的雪崩狗,能在20~30分钟内搜遍2.5英亩的雪地。如果使用人力,同样的工作需要20个人花费20个小时才能做完。方法是用棍子不断插入雪中,每次还得保持适当的距离。
据说从前马车夫赶车穿过阿尔卑斯山隘口时,会抽一下鞭子,击松积雪,使雪滑落而不伤人。今天,该研究所也用人工方法引发无害的雪崩,以消除隐患。他们发现用炸药引发雪崩最好。此外还动用迫击炮、反坦克火箭炮、遥控地雷、手榴弹、自制炸弹——旧铁罐装满炸药用火柴点火引爆。仅在瑞士阿尔卑斯山区,每年用一万次爆炸,以造成人为雪崩。一位游乐场地主人说:“我们是个爱好和平的民族,不过,听到那些爆炸声,人们也许不那么想。”美国及加拿大落基山区,也采用同样预防方法保护铁路和公路。
科学家对雪崩的知识及所拟的预防方法,仍然不足。未能解答的难题数以千计。如何用人工方法使积雪稳定?哪种雪面对哪种天气变化最敏感?在雪崩地区如何种植防护林才收效最大?
“这些问题及其他迫切问题中,只要有小部分获得解决,”研究所所长德奎威博士说,“雪崩造成的伤亡及破坏便可剧减,也许能减少一半。”
由于爱好滑雪的人不断增加,世界各国的滑雪人都急需多了解雪崩的危险,采取适当的行动。为了防备雪崩,每个人都须注意以下的一般守则。
即使气温不转暖或风力不减弱,在任何斜度超过20°的滑雪坡上,一英尺深的新雪也可能发生危险。十次雪崩有八次在暴风雪时或紧接着暴风雪之后发生。
气温上升,雪崩的机会增加。雪开始融解,积雪松软,雪崩最易发生。不管天气好坏,动身滑雪之前,先向当地气象台咨询,还要“相信它的报告”。
在一个陌生的地区滑雪时,尽可能选择林木茂密和山脊长的地点。最好避免横越陡坡。如果必须横越时,尽可能接近斜坡的上端走过,在穿越斜坡时,“切勿挤在一起”。要列成单排,彼此保持距离,这样即使遇险不致殃及他人。
切记携带一条雪崩绳:100英尺长的红色尼龙绳。在容易发生雪崩的地区滑雪时,应该把绳系在腰上,拖在后面。如遇雪崩受困,部分红绳可能露出雪外,救援人员便可循迹施援。
如果队里有人为雪崩所困时,把最后看到他的地点做个记号,立刻利用雪橇或滑雪竿搜寻。同队人员众多,派人来救。在受过训练的救援人员和狗到达前,尽可能继续搜寻。时间就是生命。
让人惊异的高原地热
在雄伟的冈底斯山和念青唐古拉山山下,常常能见到山峰白雪皑皑,山脚热气腾腾,蓝天雪峰的背景与冉冉升起的白色汽柱交相辉映,蔚为壮观。在青藏高原范围内共有1000余处地热区,以西藏南部的地热带最为强盛。青藏高原地热资源之丰富,类型之复杂,水热活动之强烈为全球罕见。
南起喜马拉雅山,北抵冈底斯山和念青唐古拉山,从西陲阿里向东经过藏南延伸至横断山脉折向南,迄于云南西部的强大地热带的形成,和年轻的喜马拉雅造山运动密切相关。我国科学工作者把它叫做喜马拉雅地热带。在这条地热带内有热水湖、热水沼泽、热泉、沸泉、汽泉和各种泉华等地热类型,还有世界上罕见的水热爆炸和间歇喷泉现象。是什么原因导致了这些现象呢?
在喜马拉雅地热带内一共找到11处水热爆炸区,其中以玛旁雍热田最为典型。据目睹者介绍,1975年11月在西藏普兰县曲普地区发生了一次水热爆炸,震天巨响吓得牛羊四处逃散。巨大的黑灰色烟柱冲上天空,上升到八九百米的高度,形成一团黑云飘走。爆炸时抛出的石块直径大的达30厘米,爆炸后9个月,穴口依然笼罩在弥漫的蒸汽之中。留下了一个直径约25米的大坑,称为圆形爆炸穴,穴体充水成热水塘,中心有两个沸泉口,形成沸水滚滚、翻涌不息的湍流区。泉口温度无法测量,但热水塘岸边的水下温度已高达78℃。