第22章 海水為何能“粘”船(節選)(2 / 2)

一旦上層水的厚度等於船隻的吃水深度時,如果船的航速比較低,船的螺旋槳的攪動就會在“密度躍層”上產生內波,內波的運動方向同船航行方向相反,內波的阻力就會迅速增加,船速就會減低下來,船就像被海水“粘”住似的寸步難行。當年南森的“弗雷姆”號被“粘”住時,船速就由4、5節突然降低到1節。後來,是風的推力超過了內波的“粘”力,才使南森的船脫險。

“死水”區的內波,由於水質運動的方向不同,不但會把漁船的漁網擰成一縷,還會使船舵失靈,甚至會使船隻迷航。

科學家經過計算,得出內波的速度一般在2節左右,如果航速大大超過內波速度時,海水就無法把船“粘”住了。如今艦船速度大大超過內波速度,因而海水“粘”船現象就成為了曆史。

雖說“密度躍層”產生的一般性的內波“粘”不住現代艦船了,可“密度躍層”卻能壓住水中下潛的潛艇。

一次,有一艘潛艇奉命巡航,來到預定海域後,潛艇均衡完畢,艇長下達了下潛的命令。不一會兒,潛艇順利下潛,5米、10米、20米……一直到40米時都很正常,當潛艇下潛到50米時,升降舵手報告說,已經到達海底了。艇長說:“不對呀,這個海區深度100多米,怎麼下潛一半就到底了呢?”

艇長下令停車檢查,深度計完好無損,其他儀器也都正常。到底是怎麼回事呢?

艇長一拍腦門:“準是碰上‘液體海底’啦!”

果不其然,這艘潛艇被“液體海底”托住了。

“液體海底”就是“密度躍層”。海水密度一大,浮力就大。加上這“密度躍層”又有幾米厚,這麼厚的“屏障”,再加上均衡好的潛艇在水下力矩又小,因此,就被這“液體海底”托住了。

這時,隻要潛艇用升降舵造一個傾角,開足馬力,就可以擺脫“液體海底”的巨掌。

雖然“密度躍層”已不能“粘”住現代艦船,但對“密度躍層”的研究卻極有軍事價值。“密度躍層”厚達幾米,海水的密度增大,仿佛築起一道厚厚的“牆”,聲納發出的聲波碰到這堵“牆”,就被反彈回去。當潛艇遇到水麵艦艇的追捕時,如果鑽到“密度躍層”下麵,水麵艦艇聲納發出的聲波穿透不了“密度躍層”,就會成為“聾子”和“啞子”,而潛艇卻能安全撤離或發起反擊。

在“密度躍層”中,躍層的上下界麵使聲波產生折射,造成聲波隻能在“密度躍層”中向前傳播,於是形成了一條水下“聲道”。聲波在聲道中衰減很少,可謂暢通無阻,傳播的速度和距離令人驚歎。

1960年3月1日,在澳大利亞西南附近海中投下6枚深水炸彈,爆炸聲波在水下1200米的“聲道”裏向外傳播,繞過好望角,折向赤道,經3小時43分鍾,被北半球百慕大群島的水聲站收到。爆炸聲波傳播繞地球半圈,並無明顯減弱。可見聲道真是聲波傳播的“高速公路”。

利用“密度躍層”中的“聲道”,可以進行遠距離水下通訊。

例如在海軍基地裝上水下測聽和通訊係統,遠航的潛艇裝備相應的設備,就可以與基地指揮機關進行通訊聯絡,最大通訊距離可達4000多公裏。

另外,由於“密度躍層”如屏障橫亙海中,影響了上下層海水交換,造成下層海水缺乏溶解氧,再加上硫細菌使沉積海底的大量有機物產生高濃度的硫化氫氣體,海洋生物難以在下層海水中生存。因此,“密度躍層”強烈的地方,生物主要生活在上層海水中。而且,內波引起的水文變化,迫使海洋生物活動的區域和範圍也發生變化。

可見,對“密度躍層”的研究,在軍事和經濟上都有重要意義。

作者簡介

沈農夫,科普作家。他擅長對奇奧的科學現象進行整理、歸納,以通俗而生動的語言展示給讀者,並進一步引出其中的科學道理。其文章讀來趣味盎然、引人入勝。

心香一瓣

“無限風景在險峰”,隻有不畏艱險、勇於探索的人,才能領略科學領域最為奇特瑰麗的風景。

人類正是在與大自然的反複較量中,才探索出了大自然中那些隱藏的秘密,讓科學原理為人類造福。

人類對海水“粘”船秘密的探索,還啟示我們,把握事物之間的因果聯係是科學研究的一個重要任務,隻有巧妙利用事物間的聯係才能為人類造福。