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第10章

关于特提斯海消失的原因,多年来一直是地学界探索的老问题,也是今天地学界研究的“热点”问题。二个世纪末、本世纪初,一些地质学家根据当时所获得的资料,再加上丰富的想象力,提出过种种有关特提斯海消亡的假说。到了近代,科学技术手段比过去有了很大发展,所得的资料比过去丰富得多,于是,各种观点之间,既有排斥否定,又有渗透融合,逐渐形成了两大学派:固定论和活动论。

固定论者认为,今天的地中海是一个复合式海盆。在其陆块沉陷与裂合作用下,形成了边缘海,经常有火山活动和地震发生就是最重要的证明。固定论者还勾画出地中海复合式海盆的某些特征。我国着名地质学家黄汲清教授所创立的槽台多旋回说,对特提斯海的形成演变做了有说服力的论证。例如,在我国大陆及其他地区,发现了很多特提斯海全盛时期的生物化石、沉积岩石、岩浆石及火山喷发的物质。在我国新疆还找到了只有在区瓦纳古陆上生长过的动物水龙兽、二齿兽化石。就连冈瓦纳古陆和欧亚大陆发生碰撞的缝合线,也在我国的西藏、新疆、青海的边界处找到了。不仅如此,人们还认为,阿尔卑斯山-地中海-喜马拉雅山是一条中新世代以来的地槽带。

活动论实际上是用大陆漂移说、海底扩张说、板块构造说来解释地中海的成因。“格洛玛·挑战者”号钻探船在世界各大洋获得的大量钻孔岩芯资料,以及海底古磁性条带的被发现,使人们有更多的理由相信,海底扩张造成了陆地板块的漂移。根据这一学说,大西洋在逐渐扩大,太平洋则在逐渐缩减,而地处欧、非、亚大陆中的地中海,正处于逐渐消亡的过程之中。于是,有的科学家认为,今天的地中海是古特提斯海的一部分。2.5亿年前的特提斯海位于北方欧亚大陆和南方冈瓦纳大陆之间,由于大陆板块的漂移,南北两大块古陆逐渐靠近,使得东部的特提斯海在阿拉伯板块和印度板块同亚洲板块漂移缝合之后,逐渐归于消亡,喜马拉雅山就是板块缝合线上的山脉,西部的特提斯海,由于非洲板块和欧洲板块的靠近,逐渐发生抬升,形成了阿尔卑斯山系。因此,今天的地中海完全可以看作是特提斯海的残留部分。

海上怪火之谜

不知你有没有听说过海火现象,但在现实生活中,确实多次出现过海火现象。

1933年3月3日凌晨,日本发生三陆海啸时,人们看到,当波浪从釜石湾口附近的灯塔涌进海湾中央时,三四个像草帽般的圆形发光物在浪头底下出现,它们色泽青紫,横排着前进,像探照灯那样向四面八方照去,光亮可以使人看到波浪中的破船碎块。一会儿,这圆形发光物被互相撞击的浪花搅碎,然后发光物就消失了。

1975年9月2日傍晚,在江苏省近海朗家沙一带,海面上有微微的光亮随着波浪的起伏跳跃,就像燃烧的火焰那样不断跳动,这种现象一直到天亮才逐渐消失。第2天夜晚,再次出现亮光,而且更加光亮。以后逐日加强,到第7天,人们看到有很多泡沫在海面上涌现,当渔船驶过时,激起的水流异常明亮,水中还有珍珠般闪闪发光的颗粒,好像灯光照耀一般。

几个小时以后,这里有地震发生。1976年7月28日唐山大地震的前一天晚上,在北戴河、秦皇岛一带的海面上,人们也曾看到过这种发光现象。在秦皇岛的码头,人们看到有一条火龙似的明亮光带在海的中间。

1985年6月的一天,天空晴朗,太平洋洋面平静如镜,满载货物的50艘巴西船正在航行。突然,船队发现一片大火在前边的海面上忽然燃起,凶猛的火向船队扑来。全体船员奋力协作,终使船队逃脱厄运,才没有发生大的损失。可是令人不解的是,在浩渺无际的海面上,在没有其他船只、人员和任何燃火物的情况下,大火为什么会突然燃起呢?

1986年和1987年,在大西洋和印度洋的海面上美国船队和日本船队也分别同类似的海上怪火相遇。

联合国曾组织有关地质学家和海洋专家调查过海火现象。调查报告有以下3种解释:第一,由于有难以计数的可燃发光微生物群在海底聚集,随着生殖繁衍其群体日益增多乃至涌出水面,在加上光照和空气中的氧气等条件,怪火就可能酿成;第二,由于恰是可燃气体如沼气等的气源在海底,气源膨胀后可燃气体从水面冲出,与空气摩擦燃着成为怪火;第三,由于海洋波涛汹涌,巨浪互相撞击,如条件合适,水中氢氧元素便会被分开,在强光的照耀下,怪火便会发生。

一些学者认为,怪火的出现与地震关系紧密。美国科学家曾对圆柱形的花岗岩、煤、玄武岩、大理石岩等多种岩石试样进行压缩破裂试验,结果发现当有足够大的压力时,这些试样便会爆炸性地碎裂,在几毫秒内会有一股电子流释放出。周围的气体分子正是在这股电子流的激发下发出微弱的光亮。这些样品若被放在水中,水也会因它碎裂时产生的电子流发出亮光。因此,当发生强烈地震时,很多的岩石破裂,破裂过程中释放的电子流足以产生让人感到眩目的光亮。

但怪火现象极为复杂,可能是因为不同的原因造成的,所以海火也具有不同的特征。但海火现象确实存在,且其形成机制我们尚未完全弄清,尚待我们继续探索。

神奇的南极威德尔海

在南极,有一个极为神秘的海叫做威德尔海,许多探险家因为它的魔力而视其为畏途,那么,威德尔海到底具有什么魔力呢?

流冰的巨大威力是“魔海”威德尔海最大的魔力。南极的夏天,在威德尔海北部,经常有大片大片的流冰群出现。这些流冰群首尾相接,像一座白色的城墙,连成一片,有时还会有几座冰山漂浮于其中。有的冰山有一两百米高,方圆两三百平方公里,就像一个大冰原。

那一阵阵的隆隆响声就是在这些流冰和冰山的相互撞击时发出的,在流冰群的缝隙中船只航行异常危险,说不定什么时候流冰就会把船只撞坏或者驶入“死胡同”,再也无法冲出流冰的包围,使航船永远留在这南极的冰海之中。1914年,威德尔海的流冰就吞噬了英国的探险船“英迪兰斯”号。

在威德尔的冰海中航行,风向对船只的安全意义重大。在刮南风时,流冰群会散向北方,这时就会有一道道缝隙在流冰群之中出现,在缝隙中船只就可以航行。如果北风刮起,流冰就会挤到一起,船只就会被包围。这时即使流冰不撞沉船只,船只也无法从这茫茫的冰海中离开,在威德尔海的大冰原中至少要呆上1年,直到第2年夏季到来时,才可能从威德尔海脱险。但是这几乎是不可能的,由于1年中只有有限的燃料和食物,特别是威德尔海冬季暴风雪肆虐,绝大部分陷入困境的船只难以从威德尔这个魔海离开,它们将永远在南极的冰海之中“长眠”。所以,在威德尔海及南极其他海域,一直有“南风行船乐悠悠,一变北风逃外洋”的说法流传。至今,各国探险家们还不敢违背这一信条,足见威德尔海“魔力”之大了。

威德尔海的另一魔力就是绚丽多姿的极光和变化莫测的海市蜃楼。船只航行在威德尔海中,就像飘游在梦幻的世界里。它那变幻莫测的自然奇观,既使人感到神秘,又令人恐惧。

有时,船只正在流冰缝隙中航行,突然陡峭的冰壁出现在流冰群周围,好像冰壁将船只包围,挡住了去路,似乎再没有出路,使人惊慌失措。霎时,这冰壁又不复存在了,使船只转危为安。有时,船只明明在水中航行,突然间好像开到冰山顶上,船员们顿时被吓得一个个魂飞胆丧。还有,当海面被晚霞映红时,眼前常会有金色的冰山出现,倒映在海面上,好像砸向船只,令人虚惊一场。在威德尔海航行,大自然时时在向人们显示它的魔力,使人们始终处在惊恐不安之中。不知有多少船只被大自然演出的这一场场闹剧引入歧途,有的受幻景迷惑而进入流冰包围的绝境之中,有的竟为避虚幻的冰山而与真正的冰山相撞。

海市蜃楼之谜

海市蜃楼是一种奇特有趣的自然幻景,人们在海面、沙漠甚至城市上空,均发现了这种情景。因为它极为罕见而且具有迷人的奇幻诡谲,古往今来留下不少有关海市蜃楼的宝贵记录和美妙传说。

海市蜃楼是晴朗、无风或微风条件下,光在折射率不均匀的空气中连续折射和全反射而产生的一种光学现象。由于空气折射率变化的不均匀,物像变形,再加微风的扰动,仙境随之消散,这就更使它蒙上了一层神秘色彩。靠近海面的空气由于海水温度较低和潮湿的水蒸气的缘故,折射率较大,而上方的空气因受日照温度较高。亦即海面上空空气层的折射率是由下而上随高度逐渐减小的。光线穿过该空气层时,经连续折射向下弯曲。海面远处的景物隐匿于地平线以下,人们不能直接看到。当这些景物射向空中的光线连续弯向地面而到达人眼时,人们逆着光线看去,就会看到海面上空出现了从未见过的奇景,似仙阁凌空。海市蜃楼的成像原理与变折射率透镜的成像原理相同。即把海市蜃楼形成时的大气看成是一个巨型的变折射率的空气透镜,它使远距离的景物移近、放大,映现于天幕。此看法已在蜃景演示仪的模拟实验中得到了初步验证。

“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。

黑潮之谜

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℃!

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