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海中风景独好

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“海寻”飘飘

如果你有机会乘坐潜艇去作深海科学考查,你就会有可能看到一幅奇妙的景观:海水中正在下着一场鹅毛大“雪”。

1974年,苏联的一艘轻型潜艇去北冰洋探测深海水文特征。潜艇很快钻入了被坚冰覆盖的北冰洋,下降到一团漆黑的深海。艇长命令打开强烈的探照灯光,这时舷窗外出现了一幅奇妙的“雪”景:无数“雪花”纷纷扬扬地下个不停,甚至还能见到成串成串的雪片在海水中飞舞。此情此景与北冰洋冰面上空下的雪没有什么两样。在飞舞飘扬的“雪花”中,不时飘来一些形态怪异的海蜇,有葵花状的,有皇冠状的……它们在雪花中摇晃而过。有时也会游来成群的鱼儿。对着“雪花”追逐嬉游一阵,然后消失在“大雪”之中。这些深海生物的交替出现,使奇妙的“雪”景更加绚丽多彩。

我们知道,雪很快就融于水,何况在北冰洋的深海,海面上还有一层坚冰阻挡着,天空中的降雪根本到不了深海,那为什么还能在此处见到这样的“海雪”奇观呢?原来,“海雪”看起来酷似陆地上的降雪,但它与陆地上的降雪是两种迥然不同的东西。

最早看到“海雪”的是美国的一位生物学家,他发现“海雪”是由浮游生物组成的絮状物,便称之为“浮游生物雪”。深海潜水器的发明,使人们能够潜入深海进行观察,大大地开扩了眼界,“海雪”也因此被人们所发现。事实上,形成“海雪”的东西不只是浮游生物,海水中各种各样的悬浮着的大小颗粒,诸如生物体死亡分解的碎屑、生物排泄的粪便团粒、大陆水流携带来的颗粒等等,都是制造“海雪”的原料。这些颗粒相互碰撞结合,变成较大的颗粒,便滚雪球一样越滚越大,形成大型絮状悬浮物,这就是所谓的“海雪”。所以学者们也称“海雪”为“大型悬浮物”。如果把它们从海水中取出来,所看到的不过是些絮状松散的东西,既没有雪花那样的洁白晶莹,也没有雪花那样的美丽多姿,很难想像这种东西能在海水中创造出“海雪”奇景。

经过研究分析,人们终于明白,“海雪”奇观完全是水中光学作用的结果,道理很简单。每个人都有这样的体会,在一间比较暗的房间里,我们看不到那些漂散在空气中的细小灰尘;然而,当明亮的阳光射入房间时,我们便可以看到太阳光束中飘动着无数闪闪发亮的尘粒,光学上把这种现象称为延德耳效应。同样,在黑暗的深海里,海水中的悬浮物在探照灯光的照射下,也会显现出闪烁着的白光。又由于光的折射作用,在水中的物体看起来比实际的要大,这样的悬浮物质就像雪花了。加上悬浮物与海水比重差不多,能在海水中随流飘荡,这样展现在人们面前的就是雪花飞舞的“海雪”奇观了。 “海雪”与海洋生物究竟有什么关系,“海雪”的形成过程有什么规律,是海洋学家正在努力探索的问题。

“浮云”朵朵

蓝天、白云,是人们司空见惯的天气现象。但你是否知道,在蔚蓝色的大海之中,也有一种奇妙的“云朵”,它在白天躲进深海避人眼目,而到了夜晚才浮上海面亮相。这种海中“浮云”神出鬼没,踪影不定,神秘地漂浮在大洋深水之中,令人难以捉摸。

1939年,英国巡洋舰“埃齐勒斯号”正在太平洋上航行。当时,由于德国的潜艇在太平洋的活动很猖獗,英国人时时小心提防,不断用声呐仪探测水下情况。高频声波测到240米就反射回来了,难道遇到了德国潜艇?英舰上的官兵十分紧张,进入了紧急战斗状态。事后才知道,这个特殊的声波反射区很庞大,面积达几百平方千米,厚度达100米。它既不是海底山脉,也不是鱼群,更不可能是潜艇了。

那么,这个神秘的水下怪物究竟是什么呢?当时谁也搞不清楚。为了揭开这个谜,科学家们进行了大量的调查研究。1942年,美国科学家在太平洋进行试验时,意外地探测到这种深海“浮云”,于是对它作了跟踪研究,结果发现“浮云”有一种怪脾气,喜欢昼伏夜出。1945年,美国海洋生物学家马丁・约翰逊也证实了海中“浮云”白天下沉、夜间上升的规律。在以后的许多年中,人们陆续进行了多次试验和观测,特别是1962年那次,人们乘坐深潜器多次潜入深海“浮云”中去,在“云”中和“云”层上下两侧进行观测。现在,科学家们终于揭开了这个谜。

原来,在海洋的一定水深内,常聚集着为数众多的浮游生物。这些浮游生物的气囊与声波共振,使声:波强烈散射。因此,这些浮游生物集结的水层,便成了声波的散射层;组成这些散射体的,有磷虾科动物、乌贼、桡足类动物以及鱼类。正因为深水散射层是由不同生物所组成的复杂群体,所以其散射强度必定会随着地点、季节和昼夜的变化及声波频率的变化而变化。

科学家已查明,除了南极沿海个别海区外,在所有的大洋深处,都存在着深水散射层。就像天上飘动的浮云一样,深海“浮云”也能漂动,只不过是垂直浮动;昼沉夜升的浮游生物,为了保持在不同深度上的光照强度不变,日出时就下沉,日落后就上浮。有趣的是,深海“浮云”并非一层,往往是分为三层。第一、二两层都进行垂直的昼沉夜升,而第三层却稳定不动,并不上下迁移。

深海“浮云”所散射的声波,会引起声波的体积混响,即像在空旷的山谷里大喊一声后所听到的回音一样,引起一阵长长的逐渐减弱的颤动的声响。这种混响给舰艇的主动声呐带来严重的干扰,使声呐找不到敌人的潜水艇、鱼雷等目标;但随之而来的有一个好处,就是给潜水艇的隐蔽创造了条件。潜水艇可以利用这种绵亘几百千米的深海“浮云”,秘密地接近敌方目标,完成作战任务。万一被敌方发觉,那也不要紧,可以钻进“云层”中安全地躲藏起来。当然,深海“浮云”也是天然渔场,如果人们知道了“浮云”中的生物种类,就可以决定是否撒网捕捞了。

“瀑布”奇观

现代海底探险家皮卡尔坐在深潜器内,打开海底探照灯,发现前面的水流十分异常,还没等他反应过来,深潜器突然向前滑动了50多米,接着便一落千丈,如坠落无底深渊……

原来,皮卡尔乘坐的深潜器无意中进入了海底瀑布内。

在陆地上,世界最大的瀑布要数安赫尔瀑布。这条大瀑布从委内瑞拉东部高耸的峭壁上飞流直下,落差达802米,是世界闻名的尼亚加拉瀑布的15倍。但是,与海底瀑布相比,它简直就是小巫见大巫了。

自从皮卡尔在海底的一次惊遇之后。海洋科学家就断定海底也有瀑布存在。现在海洋科学家发现了一个名叫丹麦海峡的海底特大瀑布。它位于格陵兰岛和冰岛之间的大西洋海底,瀑布的落差为3500米,是安赫尔瀑布的4倍多。

丹麦海峡海底瀑布,是海洋科学家在格陵兰岛沿海的航线上测量海水流动的速率时,在无意中发现的。水流计被测量人员沉入海中后,连续被强大的水流冲坏。科学家猜测,水流如此汹涌,一定是由巨大的海水从海底峭壁倾泻造成的。后来经过多次测量,证实了这条海底瀑布的存在,虽然人们无法直接目睹其壮观,但海洋科学家还是揭开了它的庐山真面目。据粗略估计,它宽约2000米,落差约3500米,深藏在200米至3700米深的海洋之中,厚约200米,每秒钟就有高达50亿升的海水从水中峭壁倾泻而下,这大约相当于在1秒钟内将浩大的亚马孙河水全部倒入海洋的流量的25倍。

重要的是,丹麦海峡大瀑布及其他海洋大瀑布,具有控制不同地区海洋的水温及含盐量的奇妙作用。如同加热一个平底锅中的水形成环流一样,如果平底锅的一端被加热,这一端的热水就会产生向上的上升流;而另一端的水是冷的,凉水将迅速下沉而产生下降流,到达锅底后又向热端扩散。我们可以设想,如果在海洋“锅底”出现海底“山脉”或“山脊”等,大量下降的冷水就会汇聚在山脊背后,最终溢出而形成瀑布,倾下的冷水会与较热的水混合,并很快扩散。这些海底大瀑布就是这样促使极区温度低、含盐量大的海水从底部流向赤道,而热带海洋的暖水从表面流向极区,周而复始地运动着。