书城童书神奇的地理景观
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第5章 地理(5)

他们发现沙粒的圆度,并非鸣沙的主要特点。但沙粒的大小划一,反而最重要,可使沙堆产生发声的特性。此外,如有尘埃,鸣沙发声就会减弱,有时甚至完全发不出声。沙粒经过琢磨,未受其他物质污染,而且大小全部相近,就会发出鸣声。如果不断加以捣碎,这类小沙粒就丧失“鸣叫”的特性,但用筛分、冲洗或煮沸等方法把细的碎屑除去,即能恢复其特性。

鸣沙究竟怎会具有发声的特性呢?新堡大学的科学家提出一套笼统的解释。他们说,有一点很明显,如要产生声音,两层或多层沙之间必须有切力运动。如果沙层单薄而又无边限,只有斜敲,才能发出声音。

在实验室里进行试验,从上向下敲击证明是产生切力运动的简便方法,但沙堆必须限于容器里面才能见效。

英国的研究人员说:在某些情况下,切力运动可以使有限量的沙滩沙或沙漠沙产生类似管风琴中空气的振动。不过,这种现象究竟是怎样发生的呢?到目前为止,还没有确切的解释,依旧是个谜。

海浪的威力有多大

看海浪的人都会觉得海浪很神奇,海浪有时很富诗意,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,活像列队的象群,一个接一个滚滚前来,究竟是来自多远的地方呢?远在波浪冲上海滩以前,先是象头然后是象身为什么都要变白,最后只见一片泡沫在海面上打旋?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。事实上,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在大陆的边缘岸上消散。

首先要问波浪是什么?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,同时振荡也越来越深。

请注意“越来越深”这句话。这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。英国的“长涌浪”曾把一磅重的石块,从海底冲进设在水下100英尺(1英尺=0.3048米)深处的捕龙虾用的篓里。爱尔兰西部近岸的海底一带,几百磅重的岩石常被海面的长涌浪打得像保龄球那样滚来滚去。然而使海员害怕的则是波浪的上半部,即波峰部分所传送的能。

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40~60英尺的,在公海上并不罕见。更高的“滔天巨浪”,也曾有人遇到过。

1966年,“米开朗琪罗”号邮船在狂风怒号、浪高30尺的大西洋上航行时,夜里突见一个巨浪渐渐升起。据船长估计,约有60英尺高。巨浪以雷霆万钧之力打到船上,把船首3寸厚的钢板打扁,在桥楼上撞开了一个30英尺乘60英尺的大洞,冲歪了轮船内部几块舱壁的钢板,还死了3个人。

科学家解释这样的巨浪说,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。

据可靠的记录,最大的波浪,是1933年美国海军油船“拉玛波”号在太平洋上遭受台风袭击时所遇到的。一连7天,强烈的大风暴在浩瀚无边的海洋上朝着一个方向猛吹,翻起滔天巨浪。根据慎重纪实的宣誓书和船上官员的计算,一连串巨浪排山倒海而来,一个比一个高,从80到90,到100,直到107英尺,最后看到的一个,从波谷到波峰足足有112英尺高。据目击者说:看了定会令人感到惊奇,因为我们可以想象得到,许多更大的风暴所造成的巨浪一定更大,只是没有人看见,也没有人记录下来而已。

冲上岸边海滩的波浪,一般说来,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4英尺,只有冬天风暴季节的波浪才达到10英尺高。夏威夷欧胡岛的背风面,一向以有拍岸巨浪著称。在那里,能掀起20英尺的波浪,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35~140英尺,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,海洋所起的最大波浪。从此以后,就成了徐徐荡漾的涌浪,横过大海,向遥远的海岸涌去。此时的波浪也和涌浪一样,可把风暴产生的能传送半个地球那么远。

这个事实已由第二次世界大战以后的研究证明无误。举例来说:1949年,在北大西洋波涛汹涌的一段时间内,英国的研究人员分析了打到康瓦尔郡海岸的一连串波浪,认为那些波浪一定是4天前在3000英里以外北美海面某处的风暴产生的。他们翻查天气图,在当时当地佛罗里达州海上果然有过一个飓风。今天,太平洋的自记测波仪常常录得,推动加州滑浪人御浪滑行的力量,也许是几天前在澳洲海外形成的疾风加在海中的能。

我们观察波浪在深海水中移动的情形,就可以估计波浪移动的速度。计算波浪时,只要计算出两个波峰向前移动时相隔多少秒钟,然后用35乘这个秒数就行了。例如:两个波峰相隔10秒钟到达,那么时速就是350英里。即使是小浪冲上海滩消散,也放出大量的能。防波堤上的测力计显示:波浪往往以每平方英尺50吨(每平方英寸差不多100磅)的压力向障碍物猛击。俄勒冈海岸受到12月8级风的袭击,波涛掀起一块重135磅的石头,把它抛到空中,落在海拔100英尺的提拉木克灯塔守望人住宅的房顶上,击穿一个直径20英尺的大洞。在苏格兰维克,波浪从防波堤把重达2600吨的坚实混凝土块冲走。

波浪为什么有时在离岸很远的地方就破碎了?答案很简单。波浪中能的脉冲底部一碰到海底,整个波浪的动态就大为改变。在深海中移动的涌浪,底部能向下伸到该涌浪波长一半的深处,即是说波长300英尺的涌浪能碰到150英尺深处的海底。

站在岬角上观海的人,可以看到波浪接近海岸时形态和速度怎样改变。首先,波浪碰到海底后,速度就会放慢。接着,在继续向海滩的斜坡滚滚前进时,整个波浪就从水里高高竖起。最后,因为不能支持下去,竖起的波浪就“轰”的一声落下来化为泡沫。波长大而底部深的巨浪,在越过水下的珊瑚礁时会稍起泡沫;底部不深的短浪,在越过同一海底障碍时,却一点泡沫也没有。原因就是如此。

波涛汹涌并不一定是风暴来临的预兆。因为风暴掀起的波浪移动得比风暴中心快,如果风暴和波浪都朝同一方面移动,波浪的确会首先到达海岸,向居民报信。不过,风暴有时朝另外一个方向走。例如:大西洋的飓风常常把巨浪送往北美海岸,而本身却出海去了。

一般人相信,第三个(一说第九个,一说第十二个)波浪一定最大。这个说法并无实据。然而,波浪大小可随波型而改变。极有规律的阵波,以不同速度冲上同一海滩,几个波峰结合成一个大浪,接着步调渐乱,直到一个的波峰正好与另一个的波谷互相抵消后,波浪才又渐渐结合起来。站在海滩上观浪的人,往往能看出拍岸浪起伏的循环。

海边形成强力回卷的机会,通常并不太大。泡沫迸溅的破碎波看似一条白水冲上沙滩,其实流上沙滩的水并没有多少。等到这点水随着拍岸浪退回时,又被第二个浪打回沙滩。换句话说,回卷并不能把人冲出海去;最坏也不过是,强大的回卷力把人冲倒,使他躺卧在拍岸浪边缘的海水上。

曾有游泳者陷身在回卷里,因无法游回岸边而溺毙。这些确有真凭实据的报道又该怎样解释?有时波浪在海滩外面造成一道沙堤,把回卷回流的海水困在这条长沟里。这里的水随后会向旁游,遇到沙堤上的缺口就流返大海去。在缺口流出大海的水,事实上形成了一股强大的海流,叫作“裂流”。这股裂流一旦冲破波浪,就会流入大海消失无迹。裂流和回卷不同,主要区别是裂流很窄,大约只有10~20英尺宽。泳者只要与沙滩平行地游一短程,然后跟着拍岸浪回来就可以躲开裂流。

因此,躺在夏日沙滩上倾听拍岸涛声时,切记不可轻视波浪的威力。不错,平稳时的波浪可以是最好伴侣。如果怒涛汹涌时,在波浪中乱闯,随时可能有50吨重的海水以泰山压顶之势打下来。

海水为何能“粘”船

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。

船员们大吃一惊,脑海里立刻闪现出一系列海怪的传说,莫非自己的船被海怪攫住了,恐怖感立刻笼罩全船。

船长命令全速前进。可是任凭机器怎么吼,螺旋桨怎么转,这船却一步也不能移动了。会不会是渔网拖住了什么东西?船长下令:“收网!”

船员们拼命地往上拉渔网。可是,越拉,大家越害怕:从来都是撒开的渔网,今天却被卷成长长的一缕,仿佛有一只巨手扯着渔网,要把渔船拖向可怕的深渊。

“弃网!”船长胆怯地下令。

船员们操起斧头,三下两下就把渔网砍断了。然而,这一切都无济于事,渔船仿佛被黏性无穷的胶水粘住了,一点儿也动弹不了。

船员们惊恐万状,有的祈祷上帝保佑,有的哀求海怪宽恕……正当船员们绝望的时候,突然有人发现渔船开始动弹了,起先是慢慢移动,接着越来越快,终于脱离了这个令人恐怖的地方。

渔船返港了。船员们向亲人诉说着这次奇遇。可船为什么会被海水“粘”住?他们除了解释是海怪作祟外,谁也说不清到底是怎么回事。

无独有偶,海水“粘”船的事也被挪威著名探险家南森遇到了。

自小就立志做一个北极探险者的南森,为了证实北冰洋里有一条向西的海流经过北极再流到格陵兰岛的东岸,不顾亲人的劝阻,设计制造了一条没有龙骨、没有机器的漂流船。这条船好像切成两半的椰子壳,船壁坚厚,船头上伸出一根又粗又硬的长角。南森给船命名为“弗雷姆”号,翻译成中文就是“前进”号。

1893年6月19日,南森率船从奥斯陆港出发向北极方向驶去。8月29日,当船行驶到俄国喀拉海的泰梅尔半岛沿岸时,突然走不动了,船被海水“粘”住了。顿时,船上一片混乱,有的在绝望地呻吟,有的在祈祷:“死水,死亡之水呀,我们就要葬身在这里了,上帝救救我们吧!”

毕竟是探险家,南森却没有一丝惊慌的表情。他环视了海面,只见四周风平浪静,离岸也很远,不是搁浅,也没有触礁。那么,问题出在哪里呢?南森想,可能就是碰上传说中的“死水”了。他认真测量了不同深度的海水,记录下了观测的结果。

船员们对南森的行动不解,有人问:“队长,你在海水里测了半天,这到底是怎么回事?海水里有海怪吗?”

南森回答道:“不是海怪作祟。这‘死水’的奥秘总有一天会弄明白的。”

不一会儿,海上刮起了风,“弗雷姆”号风满帆张又开始移动。船员们欢呼雀跃,庆幸自己死里逃生。

此时,南森仍在琢磨着。他发现,当船停在“死水”区不能挪动一步时,那里的海水是分层的,靠近海面是一层不深的淡水,下面才是层层的海水。他想,船被海水“粘”住的原因可能在此。

南森在寒冷的北极海洋中漂流了3年零2个月,终于弄清了北冰洋中心区的冰层和极地冷水下面,确实有大西洋流来的一条海流;同时,他还总结了浮冰的规律。

1896年8月15日,南森经历了千辛万苦之后,终于回到了挪威。他没有陶醉在一片恭维声中,而是请来了海洋学家埃克曼,共同探索“死水”的奥秘,终于弄清了其中的道理。