书城教材教辅青少年科普知识阅读手册——海洋科学知识
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第13章

第二天,一名经验丰富的潜水员配带安全绳和通气管下海探索。当安全绳下到5米时,一股强大的力量将潜水员、安全绳和通气管以及船上的潜水救护装置全都拖进海底。表演的组织者又向瑞典抢险救生部门求援。一艘瑞典的微型探察潜艇来到这里。令人难以置信的是,这艘微型潜艇入海后也是一去不返。

在万般无奈的情况下,组织者请求美国派来了一艘海底潜水调查船,并由地质学家豪克逊主持调查工作,豪克逊在电视监视器前不停地搜索着海底。突然,他发现离船不远处有一股强大的潜流,在潜流中不仅发现了30名运动员、1名潜水员的尸体和那艘微型潜艇,而且还发现海底有不少脚上拴有铁链的人的尸体。豪克逊认为这里是暖流和寒流的交汇处,因而形成了一股强大的漩涡,把附近的人和物体都卷入涡心,带到水下。这里水质纯净,不具备各种生物所需要的微量元素,所以尸体未腐烂。至于那些脚上拴着铁链的尸体的来由,豪克逊自己认为,这个半岛曾经是一座大监狱,监狱看守们不断将死去的犯人投入海底,逐渐聚积了许多尸体。豪克逊还认为,半岛上的岩石能产生一种看不见的射线,使这里寸草不生,这可能是这座大监狱被遗弃的原因。但究竟是一种什么射线,豪克逊也没有搞清楚。

海浪发电

要利用海浪发电,关键是要探索海浪运动变化的规律,及时准确地将海浪能“收集”起来,加以利用。这就要求人们设计和试验的波力发电装置必须能充分地将大面积的波浪能加以吸收,并集中转换成机械能,再带动发电机运转发出电来。同时要求发电装置坚固结实,以抗御海浪的冲击。为研究这种装置,许多海洋科学家进行了长期反复的探索和实验。早在1799年法国人就开始设计研制波能转换装置,通过100多年的试验,终于在1911年建成了世界上第一个波浪发电装置。1965年,波能发电装置作为导航及灯塔的工作用电开始在实际中运用。

海底基岩锡矿

英国的康沃尔州附近的莱文特锡矿是世界上唯一的海底基岩锡矿。该处的锡矿脉离海岸1.6千米,系直立锡矿脉。入口处设在海岸上,开凿了岸边竖井,采取下向梯段回采法。这个海底锡矿是个老矿,1969年曾进行过矿峒改造,成功地完成了与旧矿区隔离的工程。

美国的阿拉斯加重晶石公司,在阿拉斯加附近的卡斯尔海滨开发的海底重晶石矿,是目前世界上为数不多的海底重晶石矿之一。该矿场距海岸1.6千米,矿脉在海底15.2米。

海流发电

从海流中提取电能可以采用三种方式:一是直接以电能的方式用水下电缆送到岸上;二是用洋流电能从海水中提取氢气,用管道输往陆地,或用罐子装藏氢气运往陆地;三是用洋流电能制取压缩空气。他们的设想使海流发电这项研究获得了社会各界的响应。在当时,美国科学家葛利·斯特尔曼曾发明了以水下降落伞系统,从海流中取电的具体方案。这一装置可以将低速海流的能量转换成可以利用的能源。这个装置包括两部分,一部分是安装在船上或平台上的带轴的轮子,另一部分是一根绕着轮子旋转像传送带似的环形缆。在这根缆上,装着一把把形状似降落伞一样的帆,它们都向一个方向排列。当它们绕着环形缆转动时,伞便收笼起来。这样反复不断的运动,导致旋转的轮子驱动使涡轮发电机发电。后来,美国加利福尼亚州的皮特·可沙曼组织设计了一个海流发电方案,取名“科里奥利方案”。

混合基线

一个国家的地理情况不会绝对的曲折或平直,《联合国海洋法公约》第14条承认,沿海国可以交替使用两种方法确定其领海宽度,以适应不同情况。这就是混合基线法。此外,群岛国可以划定连接群岛最外缘岛礁的直线基线。《公约》并对群岛基线的划定方法和条件作了规定。

“孩儿”妖风

1982年秋天,神秘的“孩儿”妖风悄悄降临,它使很多国家都在蒙受干旱的影响。印度尼西亚连续两季没有下雨,粮食产量锐减,饿死340人;印度、印尼、菲律宾、斯里兰卡四国的损失达9亿美元;南非的粮食产量下降40%~70%,损失10亿美元;中美洲仅墨西哥一国就损失6亿美元。

然而世界上其他地方,”孩儿”妖风带来的不是干旱,而是洪水泛滥。南美洲的厄瓜多尔和秘鲁最先传出令人恐惧的水灾消息。圣诞节前三个月,一股深达400米的巨大的海水热潮覆盖了冰冷的海水,涌上海岸。这股热潮引起了大暴雨,那些地区积水深达3米。厄瓜多尔似乎已沦为汪洋大海。驰名世界的香蕉园只露出一排排无叶树干。牲口趟着没顶的水踉踉跄跄地爬向高处。由于长时间浸泡在水中四肢已腐烂,一片片脱落下来。几十万无家可归的难民栖息在高地上的简陋屋棚里。可怕的传染性疾病——斑疹伤寒、沙汀氏菌传染病四处蔓延,仅仅一个月,厄瓜多尔、秘鲁的损失就高达10亿美元。美国西部海岸暴风雨引起的水灾、融雪、泥石流造成了11亿美元的损失。

“孩儿”妖风使海底发生了灾难性的变化。太平洋流域里珊瑚虫的食物——海藻的消失、珊瑚礁石倒坍,本来无颜色的珊瑚产生了一种紫外线辐射,杀死了许多海洋动物,使海底共生现象遭到了巨大破坏。据来自日本、印尼和加勒比海巴拿马的热带研究所研究报告,“孩儿”妖风引起的海水热流,对海底的危害要比任何其他气候变化产生的影响都大。

“孩儿”妖风探因

“孩儿”妖风究竟是由什么引起的呢?人类能否控制它?一些专家认为现在回答这些问题似乎还有些为时过早;另一些科学家猜测,西太平洋上空出现的大红圈可能与“孩儿”妖风有着特殊的关系。但是所有的气象学家都肯定它是一股扰乱世界气候的力量。正常的气候变迁是处在东太平洋的一个高压区促使信风渐渐减弱,引起印度尼西亚上空出现一个潮湿的低气压区,向西形成一股高压潮,热水聚集于西太平洋,海洋表面的冷水转入水下底层。热水层始终滞留在南美的浅水滩附近。但是1982年和1983年的天灾恰恰相反。”孩儿”妖风引起低气压区向东形成一股高压潮,印尼低气压区变化剧烈,高压系统变得更强,清新的东南信风时强时弱,被东风所取代,引起海水潮流倒流。西太平洋内聚集的热水汇成惊涛骇浪,高出海平面数米,汹涌澎湃,涌向南美洲。

这股东流的热潮使秘鲁近海的海水温度升高,给捕捞太平洋鳀鱼提供了从未有过的好机会。热潮把鳀鱼引到了一条狭长的地带里,非常适合于渔船包围捕捞。秘鲁的渔民忘乎所以,肆意捕捞,一天平均捕捞18万吨。但是由此却造成严重后果,使鳀鱼濒临绝种。

“孩儿”妖风来龙去脉

为了从理论和实践上弄清妖风的来龙去脉,美国政府耗费巨资,把“孩儿”妖风对世界气候的影响列为主要的研究项目。并从1985年开始进行为期十年的研究工程,研究热带海洋与全球大气层相互作用的十年计划,简称TOGA。TOGA将统一调研,利用太平洋和印度洋流域的各国资源材料。这个研究项目包括三个环境卫星,一支由九个国家组成的综合性考察船队,将大量使用仪器监测大气层和海洋。TOGA的总负责人、美国海洋与大气局(NOAA)负责人福莱明博士说:“如果这十年能碰上‘孩儿’妖风,我们将会迅速作出反应,空投大量浮标来加强观察。”但是这项庞大的研究依然困难重重,时间与空间无限大的大气层和海洋,气候变化的反复无常,精确预测的可靠性不大,何况“孩儿”妖风的发作莫名其妙。专家认为春秋季节的交替,特别是在印尼低气压区域上空容易使整个世界的气候发生重大变化。他乐观地分析,一旦弄清“孩儿”妖风的真面目,全球范围的长期预报将指日可待。

海台

海台又称海底高原、海底长垣,为宽广而伸长的海底高地。通常起伏较小,台顶面比较平坦,高出周围洋底1~2千米。侧面坡度一般较陡,但有的也较平缓。有时可绵延几千千米以上,如太平洋马绍尔群岛和夏威夷群岛间的海台,长2800千米,宽900千米。以太平洋和印度洋分布较广。按其所处位置分为两类:

(1)边缘海台,发育于大陆边缘,多分布于水深500~4000米处,为大陆坡或岛坡上的平坦面,坡度在1/100以下。通常为花岗岩基底,是沉没至海洋不同深度的地块,如美国东南岸外的布莱克海台。

(2)洋中海台,指洋盆中孤立的海底高原,大多位于水深4000~5500米处,上覆以钙质为主的厚层沉积物,通常无明显的火山、地震等构造活动。有些则具有陆壳性质,可认为是大陆裂离出来沉没的碎块,也称微型陆块,其地壳比周围洋底厚,但仍小于正常陆壳,如印度洋的马斯克林海台。

红海

红海位于亚洲阿拉伯半岛与非洲大陆之间。红海海水一般呈蓝绿色;但水中有一种叫束毛藻的海藻,当其大量繁殖并开花时,海水就变成鲜艳的红褐色,非常独特,人们就称其为红海。东南一西北走向,长约2250千米,平均宽290千米,最宽处355千米,面积45万平方千米。水深一般为500~1000米,最深达3039米。沿岸有埃及、也门等9个国家。是世界上水温、盐度最高的海区之一。

海隆

海隆是指宽广且坡度和缓的海底隆起区。深海底的海隆或者呈长条状,或者接近等轴状,有的还镶嵌着海山或火山岛。海隆有两种:(1)无震海隆。位于板块内部的洋盆区内的海隆,不发生地震。有一些海隆的基底是变厚和抬升的洋底,其形成与洋底基性火山活动有关。(2)活动海隆。指较宽缓的大洋中脊,如东太平洋海隆。位于板块边缘,故构造活动强烈,地震频繁。

咸海

咸海是世界上最封闭的内陆海之一,是世界第四大湖。位于哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦境内。面积约6.45万平方千米。内有岛屿300多个,大部水深20~25米,最大水深69米。其含盐量较海水的含盐量高,但比死海的含盐量小得多。

据最新探测成果,咸海是一个两层海,即在地面海海底300~500米以下又有一层海,这层海的海水与白垩沉积混合在一起,略含有矿物质,有一定量的盐分,地下海每年供给地面海4~5亿立方米的海水而不枯竭。天山山脉有几道暗河直通到咸海的地下海。

由于苏联时期将流经咸海的两条主河道——阿姆河和锡尔河改流,用以灌溉这一地区的棉花,致使咸海的生态环境急剧恶化,水域面积减少,盐碱地和沙漠面积增加,渔业资源出现枯竭。世界银行将提供3.8亿美元贷款,帮助中亚地区治理咸海的生态灾难。

海獭

海獭不像豹、鲸等其他哺乳动物,有厚厚的皮下脂肪层,用来保温和储存能量,它主要靠厚实的毛皮保暖御寒。

此外,补充能量的绝招就是大吃大喝,一只成年海獭每天要吃近20千克肉食,相当于体重的四分之一,真成了吃饭的机器啦!

海獭皮分为两层,上层是粗硬的保卫层,毛长约3.8厘米,下层是由长约3.3厘米、浓密而柔软的下毛层构成的。仔细观察,可以发现,1根上毛和约70根下毛从一个毛孔成簇长出,每平方厘米竟分布12万根左右,所以海獭皮被称作是毛皮中的“王中之王”,穿这样珍贵的皮大衣能不珍惜吗?难怪海獭整天都在梳理它,你看它像耍杂技一样,在水中快速地翻着筋斗,毛发之间进了很多空气,皮大衣自然就又柔软、又蓬松啦!

黑海

黑海位于欧亚大陆之间,属大西洋。因受极地冷空气影响,冬季盛行东北大风,平均每年有一半多时间有降温和雨日;夏季受来自地中海热带气流作用,经常出现阴雨天气,加之时常受欧洲天气影响,多发生暴风雨。因此,一年四季,黑海都受到天色灰暗的映衬,使水色深黑,故称为黑海。东西最长1150千米,南北最宽611千米,最窄265千米。海岸线总长约3374千米,面积42.03万平方千米。平均水深1271米,最深处2212米。海水体积约55万立方千米。黑海对东欧各国的进出口货物运输和军事行动具有重要的作用。其濒海国家有土耳其、格鲁吉亚、俄罗斯、乌克兰、罗马尼亚和保加利亚等。

黑潮

黑潮是由太平洋北赤道流在菲律宾群岛以东向北流动的一个分支延续而来。其源地位于中国台湾省东南和巴士海峡以东海域。它沿台湾东岸北上,通过苏澳和与那国岛之间的水道流入东海。主轴指向东北,在陆架外缘和陆坡之间流动。当它在奄美诸岛西北分出对马暖流分支后,转向东流通过吐噶喇海峡北部流出东海,进入日本以南的太平洋海域;再沿日本诸岛沿岸流向东北,在本州铫子附近离开陆坡向东流去,成为黑潮续流。约至东经165°处再延伸为北太平洋流。狭义的黑潮系指自台湾东南海域至铫子一段紧沿陆坡流动的高速带状水流广义的黑潮流系则包括黑潮续流。

黑潮与气候

黑潮与气候关系密切。日本气候温暖湿润,就是受惠于黑潮环绕。我国青岛与日本的东京、上海与日本九州,纬度相近,而气候却差异不少。当青岛人棉衣上身时,东京人还穿着秋装;当上海已是“昨夜西风凋碧树”时,九州的亚热带植物依然绿叶复苏。这是因为,海洋暖流对大气有直接影响。据科学家计算,1立方厘米的海水降低1℃释放出的热量,可使3000多立方厘米的空气温度升高1℃。而海又是透明的,太阳辐射能传至较深的地方,使相当厚的水层贮存着热量。假若全球100米厚的海水降低1℃,其放出的热能可使全球大气增加60℃!

黑潮对东海的作用

黑潮在吕宋岛以东,北向最大流速约80~100厘米/秒。在巴士海峡和台湾岛南端及东岸最大流速约150厘米/秒或以上。台湾以东,黑潮流幅约125~170千米,向北流幅逐渐变窄;离岸距离为60~100千米。流轴上最大流速平均约为95厘米/秒。流量(相对于800分巴面)的年际变化很大,在(19~42)106米3/秒之间。东海中的黑潮是黄、东海流系的主干,其影响还远及南海。

黑潮形成寒暖流