人们认识了海水按一定时间涨落的规律,就可以利用潮汐的能量,修建电站,提供无污染的能源。世界上规模最大的潮汐电站修建在法国朗斯河上。这个潮汐电站于1961年开始建设,1967年竣工,发电能力为24万千瓦。我国在山东省乳山县也成功地修建了实验性的潮汐电站。
无风为何还会有三尺浪
“无风三尺浪”是人们对海洋的描绘。这不是同“无风不起浪”有矛盾了吗?不,在广阔的海洋上,即使在无风的日子里,大海也还在那里波动着。
这是什么道理呢?原来,风虽然停了,大海的波浪却不会马上消失。何况,别处海域的风浪也会传播开来,波及无风的海面,“风停浪不停,无风浪也行”。这种波浪叫涌浪,又叫长浪。
比起风浪来,涌浪一起一落的时间长,波峰间的距离大,波形又圆又长,较有规则,波速很大,能日行千里,远渡重洋。西印度群岛、小安的列斯群岛的居民常常会发现高达6米多的激浪拍打岸边,时间长达连续两天或更长。奇怪的是,这时加勒比海并没有什么风暴,这真是个无法解开的谜。
后来,科学家经过长期的观察和研究发现,这是自大西洋中纬度地区传来的风暴涌浪。
飓风和台风会掀起涌浪。狂风会造成海水涌积,同时风暴的低气压区海域海面受了压力影响,海水也会暂时上升。当台风风速同潮水波浪的推进速度接近时,会产生共振作用,推波助澜,把涌浪越堆越高。
当大涌浪传到近海岸时,由于岸边水浅,波浪底部受海底的摩擦,以致波峰比波谷传播得快些,波峰会向前弯曲、倒卷,水位猛烈上升,甚至冲上海岸席卷岸边的建筑物和船只,造成灾难。
海上风暴所引起的巨浪,传到风力平静或风向多变的海域时,因受空气的阻力影响,波高减低,波长变长,这种波浪的传播速度比风暴中心的移动速度快得多。如果说风浪可以追赶军舰的话,那么,涌浪就可以同快艇赛跑了。
因此,涌浪总是跑在风暴前头,人们看到涌浪,就知道风暴快来了。“无风来长浪,不久狂风降”,“静海浪头起,渔船速回避”,这是我国沿海渔民的谚语,也是观天测海经验的概括。
而海底火山爆发和地震引起的涌浪,传播的速度则会更快。
赤潮之谜
赤潮来临时,海面上如同铺了一层红毡子,煞是好看。但如此美丽的情景对海洋生物来说却是一场灭顶之灾。在这层漂亮的“红毡子”下面,大批的鱼类和其他生物都会相继死亡、变质,随之而来的是阵阵恶臭。
赤潮其实并非全是红色,这取决于在赤潮中占优势的浮游植物种类,如夜光藻占优势的赤潮为红色,绿藻呈绿色,硅藻则呈褐色。赤潮大多数发生在内海、河口、港湾或是有上水流的水域,特别是暖流内湾水域。赤潮一般发生在春夏季。
赤潮是一种复杂的生态异常现象,其成因尚未定论。科学家们认为,赤潮的起因是近岸海水中有机物污染所致。
在正常的情况下,海洋中的营养盐含量较低,这就限制了浮游植物的生长。但是,当含有大量营养物质的生活污水、工业废水(主要是食品、造纸和印染工业)和农业废水流入海洋后,再加上海区其他理化因素有利于生物的生长和繁殖时,赤潮生物便急剧繁殖起来,形成赤潮。
为什么赤潮又会造成海洋生物死亡呢?这是由于密集的赤潮生物或其胞外物质堵塞了鱼类的眼,可使之窒息死亡。同时,由于赤潮生物的尸体分解需要消耗大量的溶解氧,这样会引起海水严重缺氧,甚至形成硫化物危及海洋生物的生存。
如果含有毒素的赤潮生物及其休眠孢子,或赤潮生物死亡时所释放出来的毒素被海洋动物摄食、吸收后,就会造成中毒死亡。如果人食用了这种含毒素的海产生物,也可能造成中毒或死亡。
进入海洋的有机物和营养盐除了能够引起赤潮、破坏生物资源、影响海洋生态平衡外,还能成为各种细菌和病毒的良好养料,因而促使其大量繁殖。
大量的有机物进入海洋并沉入海底,还增加了将该海域变成“死海”的危险性。如波罗的海的某些海区底层已经无生命存在了。
这是由于波罗的海属近乎封闭性的内海,海水与大洋水的交换量极少,相反受陆地水的影响很大。大量的有机废水进入波罗的海后,除了海水中的生物活动需要消耗大量的氧气以外,这些有机物在分解时也要消耗掉大量的氧气,加上水体交换不良,氧气供应不足,致使水体出现了缺氧现象。
有的海底部分海水中的溶解氧几乎为零,并出现了硫化氢,这时此海区就不会有生命存在了,也就变成了“死海”或“水沙漠”。
海鸣是怎么回事
由大海发出的各种各样的声音,称为“海鸣”。有些海鸣的声源是众所周知的,比如波浪翻腾和惊涛拍岸发出鸣响,大气降水、地震和火山活动引起鸣声,鱼类和其他海洋生物发出的声音等等。但有些海鸣的声源至今还是个谜。
在我国广东省湛江硇洲岛的东南海面,每当风云突变,天气异常,风暴即将到来时,海面上就会发出一阵阵有节奏的“呜呜呜”的声响。声音好似闷雷滚动,一高一低,错落有致。
据当地老人说,在很久以前建造硇洲岛国际灯塔的时候,法国人把一个大水鼓沉放在水中,水鼓相当于海况探测报警器,专门作海上天气预报用的,它能随时向人们发出风浪异变的信息,这呜呜呜的声音就是它发出来的。
可是,谁也没看见过那只沉放在水中的石鼓,更不知道它被放置在什么地方,有关部门曾专门派出船只到硇洲岛东南一带的海域巡视搜索,结果什么也没发现。
1969年,有人曾在这片海域发现过一群海猪正在游动,于是,当地人就认为海鸣有可能是海猪的嚎叫声,但在没有海猪活动的地方也有海鸣的产生,很显然这种说法是错误的。
1976年,硇洲岛东南海上的海鸣声比以往减弱了,于是,持“水鼓说”的人认为,这是由于水鼓年代太久,从而导致其功能日益减退。持“海猪说”的人则认为,这是由于近年来人们在这一带海域的活动明显增加,影响了海猪的正常活动和生活,使海猪迁移的结果。
两种说法看上去似乎都有一定的道理,但硇洲岛东南海上海鸣的声源究竟在哪里,至今仍是一个谜。
海岛是如何形成的
翻开地图,总会看见在海洋上有着许多的岛屿,这些岛屿像极了沙漠上的点点绿洲。那么,岛屿是如何形成的呢?
科学家将岛屿分成四种类型:大陆岛、火山岛、珊瑚岛、冲积岛。
大陆岛是大陆向海洋延伸露出水面的岛屿。世界上比较大的岛基本上都是大陆岛。它的形成有三种原因:
一是地壳运动。中间接合部陷落为海峡,原与大陆相连的陆地被海水隔开,成了岛屿。世界上最大的格陵兰以及伊里安、加里曼丹、马达加斯加等岛,世界最著名的日本列岛、大不列颠群岛、马来群岛等群岛,我国的台湾岛、海南岛,都是这样形成的。
二是冰磺物形成的小岛。远古冰川活动时期,冰川夹带着大量碎屑在下游堆积下来,后来气候回暖,冰川消融,海面上升,冰碛堆未被淹没,成了岛屿。挪威沿岸、波罗的海沿岸、美国和加拿大东部交界处沿岸的小岛,就是这样形成的。
三是海蚀岛。它非常靠近大陆,两者高度一致,仅仅在中间隔着一道狭窄的海峡。那海峡是海浪经年累月冲蚀的结果。这类岛屿为数不多,面积也很小。
火山岛是海底火山露出水面的部分。岛貌峻拔,与大陆岛、珊瑚岛有明显的不同。当初,火山隐没水下,经过不断喷发,岩浆逐渐堆积,终于高出水面。夏威夷群岛、冰岛、阿留申群岛都属于此类。
珊瑚岛只存在于热带、亚热带海域。在海底丘地或海底山脉山脊上,有大量珊瑚虫营巢生活,同其他壳体动物构成庞大的石灰质巢体。旧的死亡,新的又在残骸上继续生长,不断向海面推进。
在最适宜的条件下,珊瑚礁1000年才能长高36米,长到海水高潮线就停止生长了。几经沧桑,或地壳上升,或海水下降,珊瑚礁露出水面便成了岛屿。
全球珊瑚礁的面积达2700万平方千米,相当于欧洲、南美洲面积的总和,但其绝大部分没于水下,露出为岛的面积并不多。太平洋的加罗林群岛、马绍尔群岛,印度洋的马尔代夫群岛,我国的南海诸岛,都是典型的珊瑚岛。
冲积岛位于大河的出口处或平原海岸的外侧,是河流泥沙或海流作用堆积而成的新陆地。世界最大的冲积岛马拉若岛是世界第一大河亚马孙河的河口岛,面积4.8万平方千米,被列为世界第三十大岛。我国长江口的崇明岛、长兴岛,黄河口的孤岛,都是冲积岛。
除上述大自然形成的四类海岛外,人们还动用现代科学技术筑造了人工岛屿。这类岛屿为数不多,面积极小,但经济意义很大,前景可观。
珊瑚岛是怎样形成的
珊瑚岛在人们的心中,一直是一个美丽的代名词,令许多人向往着前去一游。它拥有人类的宝贵财富,拥有丰富的热带生物资源,另外还蕴藏着大量的石油、天然气以及磷矿和铝土矿。它是怎么形成的呢?
关于珊瑚岛的成因,通常认为是由珊瑚虫的骨骼堆积而成的。在热带、亚热带浅海区的海底,生活着很多小型腔肠动物——珊瑚虫。
珊瑚虫分泌出钙质的外骨骼,像小房子一样来保护着自己柔弱的身体。当珊瑚虫死亡后,它们的子孙们能一代一代地在祖先的“遗骨上”继续繁殖下去,日积月累,就形成了各种各样的石灰质的珊瑚丛,发展壮大为珊瑚岛。根据珊瑚岛的形状可分为岸礁、堡礁和环礁。
然而,科学家发现,珊瑚虫最好的生活条件是深度在60米以内的热带浅海,但海洋的深度常常在几百米至几千米之间,珊瑚虫不可能直接在那么深的海底生活和造礁。那么,美丽的珊瑚岛,特别是那些形状奇特的环礁,又是如何形成的呢?
1936年,达尔文在东印度洋的可可岛考察时,提出了关于火山岛下沉造成环礁的假说。
地质学家戴利提出“冰川控制论”的解释。认为是冰期过后,海水温度回升,海洋环境适宜珊瑚虫的大量繁殖,并在一个岛屿和大陆边缘的台地上迅速生长起来。随着海平面逐渐上升,珊瑚礁也跟着向上发展,环礁和堡礁也从台地边缘上增长起来。
20世纪60年代以后,板块学说认为,板块移动引起火山岛的沉降,在沉降过程中环礁逐渐形成。
1974年,科学家普尔迪提出珊瑚岛主要是由早期岩溶作用造成的,而不是珊瑚虫生长的结果。
关于珊瑚岛的形成原因,众说纷纭,但科学的事实根据都不充足,有待科学家做进一步的深入研究。
为什么大陆都呈三角形
也许大部分人对大陆的形状及朝向并不十分了解,但是仔细地观察世界地图就会发现,差不多所有的大陆都是北部平宽,南部两侧向内收缩,最后成为一个三角形。唯一的一个例外是澳大利亚,它的三角形的顶点朝向北方。
难道这仅仅是一种巧合吗?人们在魏格纳大陆漂移说的基础上,又提出了“碎块学说”,以此来解释大陆为什么是三角形的秘密。
碎块学说认为,每个大陆并不是一个完整的统一体,它是由一系列大小不同的碎块拼合而成的,大者可达几十万平方千米,小者只有几平方千米。大陆块的形成可能是在不同时期,经过多次拼接最后才完成的。
科学家研究得知,北美大陆的北半部是由100多个陆块拼合而成的。而亚洲的西伯利亚,甚至面积不大的日本,也是由多个陆块组合成的。我国地质学家测出,山东东西两部分就是由一块年龄大约为25亿年的陆块与一块14亿年的陆块黏合而成的,其黏合年代大约在距今1.9亿年的侏罗纪。
科学家推测,陆块漂移可能都是先裂后拼的。根据大陆漂移学说,陆块还没有裂开之前,统一大陆处在赤道以南的南半球。当统一大陆发生破裂并开始漂移时,可能先要向北移动。在移动途中,一定会遇到其他分离的陆块,彼此碰撞、拼接。
因为陆块向北移动,北半球可能遇到的分离陆块的机会要比南半球多。这样就形成了各大陆北半部多为平直的三角形的边,南半部则为比较瘦长的形态。至于澳大利亚为什么会是一个特例,可能是因为澳大利亚在移动中曾经发生过旋转。
一些学者认为,碎块学说有点儿牵强,偶然的成分太多。支持碎块学说的人们争辩说,如果没有陆块从南向北迁移,怎么会出现北半球大陆比南半球大陆多许多的情况?
迄今为止,大陆为什么是三角形的,仍是一个未解之谜。
纬度30°线上的疑问
地球纬度30°线附近的地区,是一个令人感到神秘的地方。这里既有许多奇妙的自然景观,又存在着许多令人难以理解的怪现象,多少年来一直困惑着人们。
在非洲北部,从大西洋海岸到红海之滨,方圆约910万平方千米的土地上,除了偶尔的一个点状绿洲外,便是一眼望不到边际的撒哈拉大沙漠。
在同纬度的埃及,有着令世人惊奇的金字塔和狮身人面像;而在地球另一面的中美洲,同样有着令人感到神秘莫测的玛雅文明。
谈到纬度30°线,人们一定不会忘记令全球飞行员、航海家谈之色变,海难、空难事故最为频繁的海域——十大死亡旋涡区。
它们是百慕大三角海域、日本龙三角海域、太平洋夏威夷到美国西海岸之间的海域、地中海及葡萄牙附近海域、巴基斯坦附近海域等5个北纬30°线上的死亡旋涡区;还有位于非洲东南部沿海海域、澳大利亚西海岸海域、新西兰北部海域、南美洲东南部海域、南太平洋中部海域5个南纬30°线上的死亡旋涡区。
有趣的是,这十大死亡旋涡区在地球上正好以等距离分布,倘若把这些旋涡区之间用线段连接起来,整个地球将被分成20多个等边三角形,而每个旋涡区又正巧在这些等边三角形的结合处。
除此之外,位于北纬30°线上的神秘地区还有英国的索尔兹伯里巨石柱群、传说中沉入海底的大西洲、世界最高峰珠穆朗玛峰、世界最深的海沟马里亚纳海沟、浮力最大的湖泊死海……
这些都说明了什么?目前,还没有人知道答案。
正在漂移的青藏高原
科学家近年来通过超宽频大地电磁探测仪发现,在雄伟的青藏高原脚下,一股炽热的“暗流”正承载着“世界屋脊”向东“漂移”。
2001年,科学家在西藏南部喜马拉雅山地区沿东西方向选取了4条横跨雅鲁藏布江的剖面,采用大地电磁测声技术对巨厚的西藏地壳进行了结构探测。
他们意外发现,青藏高原地下100千米深度内的电导率高达0.3万~2万西门子,是典型稳定大陆地壳的10~100倍,这里面充斥着一种高黏度的类似岩浆状的炽热流变物,它们沿东西方向绵延1000多千米,“性格”十分活跃。
这股“暗流”不停地蠕动,在向北俯冲到青藏高原之下的印度次大陆的推挤下,它将向东逸出。再者,它有一定的浮力,形象地说,青藏高原好比万吨巨轮,正以极其缓慢的速度向东“航行”。
黄土高原形成之谜