书城科普读物海洋变迁:趣话海洋知识
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第19章 神秘莫测的海洋世界(2)

科学研究证明,可燃冰一般是在气候寒冷、地层温度降低的情况下,由分散在地层内的碳氢化合物不断积聚而形成的。因此,在海底水深300~500米的温度和压力下,都能生成可燃冰;在海底之下500~1000米的范围内也储存有可燃冰;而南海海底600~2000米以下的温度与压力,也很适合可燃冰的生成。许多国家为了研究与开发海底气体资源,投入了巨大的资金与人力。2000年,美国拨款数十亿美元研究开发海底气体资源。2001年,由德国、俄罗斯、乌克兰等国的数十名生物学家、化学家、海洋学家和地球物理学家共同组成的“流星号”考察船,前往黑海考察,并探明在加利福尼亚湾与北海、挪威海、鄂霍次克海、爱琴海,均储藏有大量可燃冰,有的海底可燃冰释放区域长达1千米,冰层厚达6米。黑海可燃冰在60~650米深处,有150个可燃冰矿藏,其储量居世界之首。长期从事黑海海底研究的海洋科学家叶戈罗夫曾乘潜水装置到黑海西北部海底,通过照明设备亲眼目睹水下奇观:在226米深处,在平如地板的软泥海底上,坐落着高约3米的珊瑚状堆积物,其中许多物体随着水流方向倾斜,顶端的小孔不时吐着一个个气泡,在小孔周围有一片片厚厚的死菌层,大量的甲烷从这些物体中释放到水中,1平方米的海底,一天一夜约释放13万立方米的气体。他曾在一次考察中,在通过回声探测器测定海底冒出气流的地方放下一个特制的捕集器,从水中分离出甲烷,并在它上面煮过咖啡。

据科学家介绍,全球可燃冰矿藏储量十分可观,它的总能量是所有煤、石油、天然气总和的2~3倍。如果把这些蕴藏在海底的所有冰矿开采出来,可供人类使用6.4万年。这是一笔巨大的财富,而这种工业开采的目标,科学家们正在努力变理想为现实。这样,人类也就不再为未来的能源缺乏而发愁了。

可燃冰的开采很危险

天然可燃冰呈固态,不会像石油开采那样自喷流出。如果把它从海底一块块搬出,在从海底到海面的运送过程中,甲烷就会挥发殆尽,同时还会给大气造成巨大危害。为了获取这种清洁能源,世界许多国家都在研究天然可燃冰的开采方法。科学家们认为,一旦开采技术获得突破性进展,那么可燃冰立刻会成为21世纪的主要能源。相反,如果开采不当,后果绝对是灾难性的。所以,可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要小心对待。

看完了海底的“冰”,我们再了解一下海底“雪花”。当潜艇钻进漆黑的北冰洋海底时,在探照灯的灯光照耀下,一幅奇妙的“雪景”便出现了:无数的“雪花”成串成串地在海水中飞舞,此情此景,与北冰洋上空下的雪没有什么两样。

当然,这些“雪”不是天空中下的那种雪。它是“海雪”,是大量的生物死亡后分解的碎屑,大陆水流携带的各种各样、大大小小的颗粒形成的絮状物。它们在海水中相互碰撞着,像滚雪球一样,越滚越大,形成悬浮物,在海水中漂浮着、飞舞着,只是不像雪花那样晶莹、洁白白罢了。“海雪”奇观是海水中光学作用所造成的结果。

猛烈的海底风暴

我们经常看到海面平静如镜,但是海底并不平静,各种激流常在海底兴风作浪而形成凶猛的风暴潮,虽然这种暴发的海底风暴是在部分海底存在,但它却十分强烈,破坏力甚大,在北大西洋和南极洲尤为常见。

海洋科学家们乘坐全封闭的深潜器下潜至五六千米的深海海底观察海底风暴的情景,在海底风暴袭来时,所经之处,无论是底栖生物还是礁石,都被掩埋在沉积层下。海底风暴还导致海底“尘暴”发生,在海底“尘暴”中,海底摄像机连1米远的地方也看不清。在3海里深的海域发生的海底风暴,可推动海水以每小时1海里的速度前进。

科学家们对海底风暴作了更深入的考察与观测,发现海底一旦发生风暴,海水便以高达每秒50厘米的速度流动着。在一些海域,这种风暴每年要发生5~10次。最凶猛的海底风暴的破坏力,相当于风速160千米每小时的风暴所造成的破坏(根据通常计算,风速超过120千米/小时,便可称之为飓风)。

海底为何会发生风暴,并使海底的水浑浊不堪?科学家们在诺瓦斯科特亚南部海域进行了一次科学考察,他们采集了海底水样,拍摄了海底照片,测量了海水透明度,并在海底设置了一连串的自记海流计,对海底进行了长时间的连续测量,发现海水浑浊程度随地点、时间变化而不同,愈靠近海底,海水浑浊变化愈大,但过了一段时间又突然变得清晰起来。实验结果表明,这是由于一股潜流在海底滚滚奔腾而造成的。

人们知道,海底风暴是在一些海洋和大气现象的能量积聚到一定程度,足以产生海底“飓风”时暴发的,首先出现的是漩涡,即大面积的连续不断呈螺旋状的旋动。科学家们应用地球卫星和海水流量记录仪表对不同深度的海域进行探测发现,有些海区的海面漩涡可以一直传到海底,例如,从塔拉哈西海域的观测记录中可以看出,海面的漩涡引起的水流沿着一个垂直面向不同的深度延伸,直至海底。漩涡只在海面或接近海面的水域旋动,怎会波及并搅动数海里深的海底海水呢?科学家霍利斯特对从海底取出的泥状岩芯样品进行了检测,发现岩芯底层有波纹状结构,而上层则是较年轻的沉积物。因此他认为这些波纹状结构是远古时期海水高速流动时划在泥土上的痕迹。由于各处海洋均有漩涡存在,当漩涡带动深海海水朝某一方向运动时,一些洋流也朝这一方向流动,这样,洋流与漩涡诱发的激流便融为一体而形成迅猛的洋流,如此时大气风暴降临某一海域,便会与洋流、漩涡融合而成的洋流相结合,进而形成海底风暴。

海底洞穴探奇

在浩瀚无际的大海海底,到处都有神秘的洞穴。它们有的幽静、深邃,在那里栖身的海底生物令人恐怖;有的激流汹涌、永不停歇,犹如陆地上的地下河流;有的喷出股股水流,夹杂着泥沙冒出。然而,勇敢而好奇的探险者,很早就对海底洞穴探险产生了浓厚的兴趣。

海底洞穴存在着许多不解之谜。印度洋的“无底洞”位于印度洋北部海域,半径约3海里。印度洋的洋流属于典型的季风洋流,受热带季风影响,一年有两次流向相反的洋流。夏季盛行西南季风,海水由西向东顺时针流动,冬季则刚好相反。“无底洞”海域不受这些变化的影响,几乎呈无洋流的静止状态。1992年8月,装备有先进探测仪器的澳大利亚“哥伦布号”科学考察船,在印度洋北部海域进行科学考察。他们认为“无底洞”可能是个尚未被认识的海洋“黑洞”。根据海水振动频率低且波长较长的特点,“黑洞”可能存在着一个由中心向外辐射的巨大引力场,但这仍有待于进一步的科学考察来验证。

无独有偶,在地中海东部希腊克法利尼亚岛附近的麦奥尼亚海域,有一个许多世纪以来一直在吸纳着大量海水的“无底洞”。据估计,每天失踪于这个“无底洞”里的海水竟有3万吨之多。为了揭开其秘密,美国地理学会曾派遣一支考察队去那里进行科学考察。科学家们把一种经久不变的深色染料溶解在海水中,观察染料是如何随海水一起沉下去的。接着,又察看了附近的海面以及岛上的各条河、各面湖,希望能发现这种染料的踪迹和同染料在一起的那股神秘的水流。然而这些实验毫无结果。第二年,科学家们又进行了新的试验。他们用玫瑰色的塑料小粒给海水做了“记号”。这些东西既不会溶解于水中,也不会完全沉下去,因为它们的密度是各不相同的,分别具有与海水、河水相同的密度以及中间密度。他们把质量130千克的这种负有特殊使命的物质,统统掷入打旋的海水里。一会儿,所有的塑料小粒就被旋转的海水聚成一个整体,全部被无底深渊所吞没。科学家们对这次试验寄予了极大的希望,他们渴望着能把秘密揭穿,哪怕能在附近找到一粒玫瑰色的塑料也好。然而,他们的计划仍然落空了。至今,谁也不知道为什么这里的海水竟然会没完没了地“漏”下去,这个“无底洞”的出口又在哪里,每天大量的海水究竟流到哪里去了。

在西班牙沿岸的维林西亚海湾,有一海底洞穴。潜水员马纽尔·西里维亚和他的法国朋友瑞尼·比诺宜特等人一起来此进行潜水探险工作。一天黎明,他们来到冰凉的低潮海水中潜入时,同时发现这处仿佛有一股粉白色的探照灯灯光从岩礁前边照射出来。于是,他们就游到那里看个究竟。经过仔细观察,他们发现这股强烈的灯光是从水下一个洞口处射出来的,这个洞口通向一个狭长的岩洞。他们为了探索这个“百步九折萦岩峦”的洞穴,艰难地潜游了半个多小时,突然间粉白色的灯光不见了,他们完全沉陷在茫茫的黑暗之中,只好掉头慢慢游回原来的地方升上海面。第二天上午9点后,两名潜水员又来到岩洞的洞口进行考察,可这次再也没有看到灯光从洞口射出来了。他们分头游找了很长时间也没有看到灯光,只好又扫兴而归。他们在想:难道这个海底洞穴是一个神秘的幻境吗?他们一连数天在讨论研究着这个洞穴之谜,最后决定还按照发现粉白色灯光的那个黎明的时间再次去探索,于是选了第二天黎明潜入海底。果然,粉白色灯光从远处闪耀着,他们迅速朝灯光方向游去,但到了岩洞口灯光却又消失了。为了弄个明白,他们像登山运动员那样用尼龙绳子拴着身体,顺着洞口爬进洞底,虽然岩洞深处十分明亮,但找不到灯光的出处。经过一段长时间的考察,终于找到答案:他们精确地测量了海水深度、太阳在早晨升起时的角度,尤其是他们在10月份时精心观测了朝阳照射的倾角。这个倾角只有10月份时才能到达海水的表面而射入岩洞的洞口,大量的光线组成了光束射向洞内,便形成了粉白色的阳光反射。这种自然现象既是海洋光学研究的对象,也是海洋地质学研究的课题。

在一些海底洞穴中,不仅有千姿百态的钟乳石和巍峨挺拔的石林,还发现有古象胫骨、古鲨鱼牙齿以及旧石器时代人类使用的投掷标枪等史前遗物。1975年,美国海洋学家们在墨西哥湾那不勒斯附近的海底洞穴的峡谷中发现了一片淡水泉眼,在矿泉附近一堆10多米厚的沉积物中挖出了一个远古人类的下颌骨,在一块质量7吨左右的圆石底下还找到一块钟乳石,在钟乳石上的沉积物中有一堆古代人类遗骨残骸。据他们分析,这里很可能是古代葬场的遗址,近处还有一块质量达20吨的大块钟乳石,它横卧在岩洞深处的海底。洞穴学家与考古学家采集了许多标本带回实验室,同时使用放射性碳元素进行鉴定分析,确信这些人类骨骼残骸是属于生活在美洲当地的远古人类。他们生活的年代距今已有1万多年的历史(约公元前6000年至公元前8360年),而这些巨大的钟乳石的地质年代就更为久远了。

象化石的发现

最近,考古学家在海底洞穴中发现一只粗大的古象胫骨,根据使用放射性碳元素进行的鉴定证明,这是距今已有6000万至100万年第三纪时生活在陆地上的巨大乳齿象的胫骨。不久,潜水员在洞穴中又找到5亿年至2250万年前古生代巨大长毛象的一枚臼齿、两枚较小的乳齿象的牙齿和一枚粗大的乳齿象的弧形门齿。这些稀有的史前遗物甚至已经在地球深处沉睡了几亿年。

此外,潜水员还在海底洞穴中发现旧石器时代人类使用过的投掷标枪,它的前端绑扎着骨制的尖钩,后端是标枪的托把,标枪中间绑着一块坠重和控制方向的石块。显然,它是用于打猎和捕鱼的。

充满着神秘、幽深、神话般的海底洞穴世界,引起勇敢、好奇的探险者们的浓厚兴趣,随着科学技术的进步与发展,如今,西方一些国家还把海底洞穴探险作为一项运动。由于它的刺激性、冒险性而吸引着探险者们。

“生物钟”在水下响起

人的生活一旦形成规律之后,就寝、起床……不看表也基本守时,这是人体“生物钟”在起作用。水生家族也有“生物钟”,它们在日常生活中守时循规,留下了许多佳话。

斯堪的纳维亚半岛有一种扁鲹鱼,它的生活就十分守时。每天早晨,它们成群结队从海峡的这边游到那边,在对岸休息一夜之后,又一起成群结队地返回出发地。不管刮风下雨,掀波起浪,扁鲹鱼都守时往返,从未间断。

扁鲹鱼这一习惯被一些有识之士利用,并逐渐形成了一种专门的通信方法——鱼邮。每天早晨,人们将装有信件的防水密封邮件放在海水中,让扁鲹鱼用脑袋顶到对岸。第二天,扁鲹鱼又将对岸的邮件同样地顶回来。这样周而复始,鱼儿就成了“邮递员”。

在中国沿海的沙滩上,有一种小蟹,个头不大,却生着一只大螯,渔民管它叫“招潮蟹”。它的生活与潮汐密切相关。通常,它是在落潮时出来活动,四处觅食,潮水一来,它们就匆忙进洞栖息起来,还用土块、石头或那只大螯把洞口挡住。

令人惊异的是,“招潮蟹”不论从事什么活动,都会在潮水到来之前10分钟停止活动,迅速回家。而且,它们还能根据昼夜变化改变自己的体色:白天变深,晚上变浅,天一亮又变深。正如潮汐涨落的时间每天都往后推迟50分钟一样,“招潮蟹”的体色变得最深的时间每天也向后推迟50分钟。