第二部分
尋覓失蹤的特提斯海
令人難以想象的是，今天浩瀚的地中海，過去曾是一個比現在大上百倍的喇叭形巨洋。更令人難以想象的是，當年的巨洋，今日的地中海，也曾有過一片幹涸陸地的時候。正因為如此，近兩個世紀以來，地中海課題一直為世界許多國家的地質學者們所關注。
大約在距今28億年前，地球上的海陸分布格局與今天完全不同。那時的非洲、印度、澳大利亞和南極洲是連在一起的古陸，地質學上把它叫作岡瓦納古陸。在岡瓦納古陸北部和歐亞古陸的南部，存在著一個規模巨大的古海洋，也就是地質學家們所稱呼的“中央地中海”。1883～1909年，奧地利著名地質學家愛德華·修斯，出版了《地球的麵貌》一書，首次提出穩定陸塊的概念。同時，他根據古希臘神話故事有關特提斯的傳說，給這個古老的地中海起名叫“特提斯海”。希臘神話故事說，特提斯容貌美麗，有“美發女神”和“銀腳女神”之稱。她心地善良，對遇難的神祇，盡力給予幫助。因此，直到今天，地學界的科學家們一直沿襲使用特提斯海這個美麗而尊貴的名字。從特提斯海到今天的地中海，經曆了漫長的地質演化時期。飽經滄桑的特提斯海的每一次變化，都在地球上留下了深深的印記，同時也為我們留下了許許多多的不解之謎。特提斯海的演化史為科學家，特別是地質學家們提供了一個長期而又富有魅力的課題。
關於特提斯海消失的原因，多年來一直是地學界探索的老問題，也是今天地學界研究的“熱點”問題。二個世紀末、本世紀初，一些地質學家根據當時所獲得的資料，再加上豐富的想象力，提出過種種有關特提斯海消亡的假說。到了近代，科學技術手段比過去有了很大發展，所得的資料比過去豐富得多，於是，各種觀點之間，既有排斥否定，又有滲透融合，逐漸形成了兩大學派：固定論和活動論。
固定論者認為，今天的地中海是一個複合式海盆。在其陸塊沉陷與裂合作用下，形成了邊緣海，經常有火山活動和地震發生就是最重要的證明。固定論者還勾畫出地中海複合式海盆的某些特征。我國著名地質學家黃汲清教授所創立的槽台多旋回說，對特提斯海的形成演變做了有說服力的論證。例如，在我國大陸及其他地區，發現了很多特提斯海全盛時期的生物化石、沉積岩石、岩漿石及火山噴發的物質。在我國新疆還找到了隻有在區瓦納古陸上生長過的動物水龍獸、二齒獸化石。就連岡瓦納古陸和歐亞大陸發生碰撞的縫合線，也在我國的西藏、新疆、青海的邊界處找到了。不僅如此，人們還認為，阿爾卑斯山—地中海—喜馬拉雅山是一條中新世代以來的地槽帶。
活動論實際上是用大陸漂移說、海底擴張說、板塊構造說來解釋地中海的成因。“格洛瑪·挑戰者”號鑽探船在世界各大洋獲得的大量鑽孔岩芯資料，以及海底古磁性條帶的被發現，使人們有更多的理由相信，海底擴張造成了陸地板塊的漂移。根據這一學說，大西洋在逐漸擴大，太平洋則在逐漸縮減，而地處歐、非、亞大陸中的地中海，正處於逐漸消亡的過程之中。於是，有的科學家認為，今天的地中海是古特提斯海的一部分。25億年前的特提斯海位於北方歐亞大陸和南方岡瓦納大陸之間，由於大陸板塊的漂移，南北兩大塊古陸逐漸靠近，使得東部的特提斯海在阿拉伯板塊和印度板塊同亞洲板塊漂移縫合之後，逐漸歸於消亡，喜馬拉雅山就是板塊縫合線上的山脈，西部的特提斯海，由於非洲板塊和歐洲板塊的靠近，逐漸發生抬升，形成了阿爾卑斯山係。因此，今天的地中海完全可以看作是特提斯海的殘留部分。
海上怪火之謎
不知你有沒有聽說過海火現象，但在現實生活中，確實多次出現過海火現象。
1933年3月3日淩晨，日本發生三陸海嘯時，人們看到，當波浪從釜石灣口附近的燈塔湧進海灣中央時，三四個像草帽般的圓形發光物在浪頭底下出現，它們色澤青紫，橫排著前進，像探照燈那樣向四麵八方照去，光亮可以使人看到波浪中的破船碎塊。一會兒，這圓形發光物被互相撞擊的浪花攪碎，然後發光物就消失了。
1975年9月2日傍晚，在江蘇省近海朗家沙一帶，海麵上有微微的光亮隨著波浪的起伏跳躍，就像燃燒的火焰那樣不斷跳動，這種現象一直到天亮才逐漸消失。第2天夜晚，再次出現亮光，而且更加光亮。以後逐日加強，到第7天，人們看到有很多泡沫在海麵上湧現，當漁船駛過時，激起的水流異常明亮，水中還有珍珠般閃閃發光的顆粒，好像燈光照耀一般。幾個小時以後，這裏有地震發生。1976年7月28日唐山大地震的前一天晚上，在北戴河、秦皇島一帶的海麵上，人們也曾看到過這種發光現象。在秦皇島的碼頭，人們看到有一條火龍似的明亮光帶在海的中間。
1985年6月的一天，天空晴朗，太平洋洋麵平靜如鏡，滿載貨物的50艘巴西船正在航行。突然，船隊發現一片大火在前邊的海麵上忽然燃起，凶猛的火向船隊撲來。全體船員奮力協作，終使船隊逃脫厄運，才沒有發生大的損失。可是令人不解的是，在浩渺無際的海麵上，在沒有其他船隻、人員和任何燃火物的情況下，大火為什麼會突然燃起呢?
1986年和1987年，在大西洋和印度洋的海麵上美國船隊和日本船隊也分別同類似的海上怪火相遇。
聯合國曾組織有關地質學家和海洋專家調查過海火現象。調查報告有以下3種解釋：第一，由於有難以計數的可燃發光微生物群在海底聚集，隨著生殖繁衍其群體日益增多乃至湧出水麵，在加上光照和空氣中的氧氣等條件，怪火就可能釀成；第二，由於恰是可燃氣體如沼氣等的氣源在海底，氣源膨脹後可燃氣體從水麵衝出，與空氣摩擦燃著成為怪火；第三，由於海洋波濤洶湧，巨浪互相撞擊，如條件合適，水中氫氧元素便會被分開，在強光的照耀下，怪火便會發生。
一些學者認為，怪火的出現與地震關係緊密。美國科學家曾對圓柱形的花崗岩、煤、玄武岩、大理石岩等多種岩石試樣進行壓縮破裂試驗，結果發現當有足夠大的壓力時，這些試樣便會爆炸性地碎裂，在幾毫秒內會有一股電子流釋放出。周圍的氣體分子正是在這股電子流的激發下發出微弱的光亮。這些樣品若被放在水中，水也會因它碎裂時產生的電子流發出亮光。因此，當發生強烈地震時，很多的岩石破裂，破裂過程中釋放的電子流足以產生讓人感到眩目的光亮。
但怪火現象極為複雜，可能是因為不同的原因造成的，所以海火也具有不同的特征。但海火現象確實存在，且其形成機製我們尚未完全弄清，尚待我們繼續探索。
神奇的南極威德爾海
在南極，有一個極為神秘的海叫做威德爾海，許多探險家因為它的魔力而視其為畏途，那麼，威德爾海到底具有什麼魔力呢?
流冰的巨大威力是“魔海”威德爾海最大的魔力。南極的夏天，在威德爾海北部，經常有大片大片的流冰群出現。這些流冰群首尾相接，像一座白色的城牆，連成一片，有時還會有幾座冰山漂浮於其中。有的冰山有一兩百米高，方圓兩三百平方公裏，就像一個大冰原。那一陣陣的隆隆響聲就是在這些流冰和冰山的相互撞擊時發出的，在流冰群的縫隙中船隻航行異常危險，說不定什麼時候流冰就會把船隻撞壞或者駛入“死胡同”，再也無法衝出流冰的包圍，使航船永遠留在這南極的冰海之中。1914年，威德爾海的流冰就吞噬了英國的探險船“英迪蘭斯”號。
在威德爾的冰海中航行，風向對船隻的安全意義重大。在刮南風時，流冰群會散向北方，這時就會有一道道縫隙在流冰群之中出現，在縫隙中船隻就可以航行。如果北風刮起，流冰就會擠到一起，船隻就會被包圍。這時即使流冰不撞沉船隻，船隻也無法從這茫茫的冰海中離開，在威德爾海的大冰原中至少要呆上1年，直到第2年夏季到來時，才可能從威德爾海脫險。但是這幾乎是不可能的，由於1年中隻有有限的燃料和食物，特別是威德爾海冬季暴風雪肆虐，絕大部分陷入困境的船隻難以從威德爾這個魔海離開，它們將永遠在南極的冰海之中“長眠”。所以，在威德爾海及南極其他海域，一直有“南風行船樂悠悠，一變北風逃外洋”的說法流傳。至今，各國探險家們還不敢違背這一信條，足見威德爾海“魔力”之大了。
威德爾海的另一魔力就是絢麗多姿的極光和變化莫測的海市蜃樓。船隻航行在威德爾海中，就像飄遊在夢幻的世界裏。它那變幻莫測的自然奇觀，既使人感到神秘，又令人恐懼。有時，船隻正在流冰縫隙中航行，突然陡峭的冰壁出現在流冰群周圍，好像冰壁將船隻包圍，擋住了去路，似乎再沒有出路，使人驚慌失措。霎時，這冰壁又不複存在了，使船隻轉危為安。有時，船隻明明在水中航行，突然間好像開到冰山頂上，船員們頓時被嚇得一個個魂飛膽喪。還有，當海麵被晚霞映紅時，眼前常會有金色的冰山出現，倒映在海麵上，好像砸向船隻，令人虛驚一場。在威德爾海航行，大自然時時在向人們顯示它的魔力，使人們始終處在驚恐不安之中。不知有多少船隻被大自然演出的這一場場鬧劇引入歧途，有的受幻景迷惑而進入流冰包圍的絕境之中，有的竟為避虛幻的冰山而與真正的冰山相撞。
海市蜃樓之謎
海市蜃樓是一種奇特有趣的自然幻景，人們在海麵、沙漠甚至城市上空，均發現了這種情景。因為它極為罕見而且具有迷人的奇幻詭譎，古往今來留下不少有關海市蜃樓的寶貴記錄和美妙傳說。
海市蜃樓是晴朗、無風或微風條件下，光在折射率不均勻的空氣中連續折射和全反射而產生的一種光學現象。由於空氣折射率變化的不均勻，物像變形，再加微風的擾動，仙境隨之消散，這就更使它蒙上了一層神秘色彩。靠近海麵的空氣由於海水溫度較低和潮濕的水蒸氣的緣故，折射率較大，而上方的空氣因受日照溫度較高。亦即海麵上空空氣層的折射率是由下而上隨高度逐漸減小的。光線穿過該空氣層時，經連續折射向下彎曲。海麵遠處的景物隱匿於地平線以下，人們不能直接看到。當這些景物射向空中的光線連續彎向地麵而到達人眼時，人們逆著光線看去，就會看到海麵上空出現了從未見過的奇景，似仙閣淩空。海市蜃樓的成像原理與變折射率透鏡的成像原理相同。即把海市蜃樓形成時的大氣看成是一個巨型的變折射率的空氣透鏡，它使遠距離的景物移近、放大，映現於天幕。此看法已在蜃景演示儀的模擬實驗中得到了初步驗證。
“孩兒”妖風
1982年秋天，神秘的“孩兒”妖風悄悄降臨，它使很多國家都在蒙受幹旱的影響。印度尼西亞連續兩季沒有下雨，糧食產量銳減，餓死340人；印度、印尼、菲律賓、斯裏蘭卡四國的損失達9億美元；南非的糧食產量下降40％～70％，損失10億美元；中美洲僅墨西哥一國就損失6億美元。
然而世界上其他地方，”孩兒”妖風帶來的不是幹旱，而是洪水泛濫。南美洲的厄瓜多爾和秘魯最先傳出令人恐懼的水災消息。聖誕節前三個月，一股深達400米的巨大的海水熱潮覆蓋了冰冷的海水，湧上海岸。這股熱潮引起了大暴雨，那些地區積水深達3米。厄瓜多爾似乎已淪為汪洋大海。馳名世界的香蕉園隻露出一排排無葉樹幹。牲口趟著沒頂的水踉踉蹌蹌地爬向高處。由於長時間浸泡在水中四肢已腐爛，一片片脫落下來。幾十萬無家可歸的難民棲息在高地上的簡陋屋棚裏。可怕的傳染性疾病——斑疹傷寒、沙汀氏菌傳染病四處蔓延，僅僅一個月，厄瓜多爾、秘魯的損失就高達10億美元。美國西部海岸暴風雨引起的水災、融雪、泥石流造成了11億美元的損失。
“孩兒”妖風使海底發生了災難性的變化。太平洋流域裏珊瑚蟲的食物——海藻的消失、珊瑚礁石倒坍，本來無顏色的珊瑚產生了一種紫外線輻射，殺死了許多海洋動物，使海底共生現象遭到了巨大破壞。據來自日本、印尼和加勒比海巴拿馬的熱帶研究所研究報告，“孩兒”妖風引起的海水熱流，對海底的危害要比任何其他氣候變化產生的影響都大。
“孩兒”妖風探因
“孩兒”妖風究竟是由什麼引起的呢？人類能否控製它？一些專家認為現在回答這些問題似乎還有些為時過早；另一些科學家猜測，西太平洋上空出現的大紅圈可能與“孩兒”妖風有著特殊的關係。但是所有的氣象學家都肯定它是一股擾亂世界氣候的力量。正常的氣候變遷是處在東太平洋的一個高壓區促使信風漸漸減弱，引起印度尼西亞上空出現一個潮濕的低氣壓區，向西形成一股高壓潮，熱水聚集於西太平洋，海洋表麵的冷水轉入水下底層。熱水層始終滯留在南美的淺水灘附近。但是1982年和1983年的天災恰恰相反。”孩兒”妖風引起低氣壓區向東形成一股高壓潮，印尼低氣壓區變化劇烈，高壓係統變得更強，清新的東南信風時強時弱，被東風所取代，引起海水潮流倒流。西太平洋內聚集的熱水彙成驚濤駭浪，高出海平麵數米，洶湧澎湃，湧向南美洲。
這股東流的熱潮使秘魯近海的海水溫度升高，給捕撈太平洋鯷魚提供了從未有過的好機會。熱潮把鯷魚引到了一條狹長的地帶裏，非常適合於漁船包圍捕撈。秘魯的漁民忘乎所以，肆意捕撈，一天平均捕撈18萬噸。但是由此卻造成嚴重後果，使鯷魚瀕臨絕種。
“孩兒”妖風來龍去脈
為了從理論和實踐上弄清妖風的來龍去脈，美國政府耗費巨資，把“孩兒”妖風對世界氣候的影響列為主要的研究項目。並從1985年開始進行為期十年的研究工程，研究熱帶海洋與全球大氣層相互作用的十年計劃，簡稱TOGA。TOGA將統一調研，利用太平洋和印度洋流域的各國資源材料。這個研究項目包括三個環境衛星，一支由九個國家組成的綜合性考察船隊，將大量使用儀器監測大氣層和海洋。TOGA的總負責人、美國海洋與大氣局(NOAA)負責人福萊明博士說：“如果這十年能碰上‘孩兒’妖風，我們將會迅速作出反應，空投大量浮標來加強觀察。”但是這項龐大的研究依然困難重重，時間與空間無限大的大氣層和海洋，氣候變化的反複無常，精確預測的可靠性不大，何況“孩兒”妖風的發作莫名其妙。專家認為春秋季節的交替，特別是在印尼低氣壓區域上空容易使整個世界的氣候發生重大變化。他樂觀地分析，一旦弄清“孩兒”妖風的真麵目，全球範圍的長期預報將指日可待。
黑潮之謎
黑潮是由太平洋北赤道流在菲律賓群島以東向北流動的一個分支延續而來。其源地位於中國台灣省東南和巴士海峽以東海域。它沿台灣東岸北上，通過蘇澳和與那國島之間的水道流入東海。主軸指向東北，在陸架外緣和陸坡之間流動。當它在奄美諸島西北分出對馬暖流分支後，轉向東流通過吐噶喇海峽北部流出東海，進入日本以南的太平洋海域；再沿日本諸島沿岸流向東北，在本州銚子附近離開陸坡向東流去，成為黑潮續流。約至東經165°處再延伸為北太平洋流。狹義的黑潮係指自台灣東南海域至銚子一段緊沿陸坡流動的高速帶狀水流廣義的黑潮流係則包括黑潮續流。
黑潮與氣候
黑潮與氣候關係密切。日本氣候溫暖濕潤，就是受惠於黑潮環繞。我國青島與日本的東京、上海與日本九州，緯度相近，而氣候卻差異不少。當青島人棉衣上身時，東京人還穿著秋裝；當上海已是“昨夜西風凋碧樹”時，九州的亞熱帶植物依然綠葉複蘇。這是因為，海洋暖流對大氣有直接影響。據科學家計算，1立方厘米的海水降低1℃釋放出的熱量，可使3 000多立方厘米的空氣溫度升高1℃。而海又是透明的，太陽輻射能傳至較深的地方，使相當厚的水層貯存著熱量。假若全球100米厚的海水降低1℃，其放出的熱能可使全球大氣增加60℃！
黑潮對東海的作用
黑潮在呂宋島以東，北向最大流速約80～100厘米／秒。在巴士海峽和台灣島南端及東岸最大流速約150厘米／秒或以上。台灣以東，黑潮流幅約125～170千米，向北流幅逐漸變窄；離岸距離為60～100千米。流軸上最大流速平均約為95厘米／秒。流量（相對於800分巴麵）的年際變化很大，在（19～42）106米3／秒之間。東海中的黑潮是黃、東海流係的主幹，其影響還遠及南海。
黑潮形成寒暖流
黑潮在自西向東流動中，沿途還彙合了其他水體，到達日本以南時，流速增強，流量增大，途徑變異也最複雜。熊野灘以南經向斷麵上的地轉流速分布顯示了黑潮的典型結構。表層最大流速可達190厘米／秒以上，流軸（流速＞50厘米／秒）寬約125千米，深約600米。流量約為71 106米3／秒。約在北緯35°處，黑潮離開日本海岸後分為兩支，其一為續流主幹，向正東流動，保持狹窄強流性質，直到東經160°附近。它在東經150°附近又分出一支，為黑潮逆流幾乎沿橢圓形途徑向琉球群島和台灣島方向流動。另一支為續流分支，流向東北，直到北緯40°處又轉向東流。這一分支與其西、北兩側的親潮，形成了寒暖兩流係十分顯著的鋒麵，這裏漁業資源很豐富。
黑潮的途徑和流軸
黑潮的途徑和流軸位置，流幅和伸展深度，流速、流量以及熱鹽結構等等，都無時不在變化之中。變化周期從十幾年、幾年直到幾小時，甚至更長和更短。其中，日本以南的黑潮，由於其途徑曾多次出現周期為幾年或十幾年的大彎曲現象（日本學者稱為大蛇形），並在遠州灘外伴生大冷水團。黑潮大彎曲現象的持續性非常突出。1934～1980年的47年間竟有25年黑潮途徑發生彎曲。
黑潮的水不黑
黑潮的水並不黑，甚至比一般海水更清澈透明。這是因為黑潮水質極少雜質，能見度達30～40米深。不過，在太陽的散射光照射下，其他光波如紅、黃等色為長波，被水分子吸引，隻有黑藍色的光波被反射，所以，當人們從上往下看海水時，海水成了藍黑色。這樣人們就習慣地稱它為黑潮，以區別於其他的一般海水。