在散射方麵,整個入射光的光譜中,藍色光是被水分子散射得最多的一種顏色。所以,看起來,大洋中的海水就是一片藍色。
從地理分布上看,大洋中的水色和透明度隨緯度的不同也有不同。熱帶、亞熱帶海區,水層穩定,水色較高,多為藍色;溫帶和寒帶海區,水色較低,海水並不顯得那樣藍。
海水所含鹽分或其他因素,也能影響水色的高低。海水中所含的鹽分少,水色多為淡青;鹽分多,就會顯得碧藍了。
海洋水的透明度
海洋水的透明度與水色,取決於海水本身的光學性質,它們與太陽光線有一定的關係。一般太陽光線越強,海水透明度越大,水色就越高,光線透入海水中的深度也就越深。
反過來,太陽光線越弱,海水透明度就越小,水色就越低,透入光線也就越淺。所以,隨著透明度的逐漸降低,海洋的顏色一般由綠色、青綠色轉為青藍、藍、深藍色。
此外,海洋水中懸浮物的性質和狀況,對海水的透明度和水色也有很大的影響。大洋部分水域遼闊,懸浮物較少,並且顆粒比較細小,透明度較大,水色也多呈藍色。
比如,位於大西洋中央的馬尾藻海域,受大陸江河影響小,海水鹽度高,加上海水運動不強烈,懸浮物質下沉快,生物繁殖較慢,透明度高達66.5米,是世界海洋中透明度最高的海域。大洋邊緣的淺海海域,由於大陸泥沙混濁,懸浮物較多,並且顆粒又較大,透明度較低,水色則呈綠色、黃綠色或黃色。
例如,我國沿海的膠州灣海水透明度為3米,而渤海黃河口附近海域僅有1米至2米。
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藻類的生長繁殖對海色的影響尤為明顯,當某種海藻急劇繁殖而在水中的密度很大時,可發生赤潮現象。1952年,我國渤海的黃河口至塘沽一帶的海麵,因淡紅色的夜光藻急劇繁殖,使海水呈紅色。
海洋探測的順風耳
回聲的利用
大家都知道,當我們對著山丘或高大建築物高聲喊叫時,聲音會在碰到它們之後反射回來,這就叫作回聲。而聲音在水中傳播的性能和速度,比在空氣中傳播的還要好、還要快。聲音在空氣中的傳播速度是每秒340米,而在0度水中是1500米。此外聲波在水中的衰減比在空氣中小,因此,聲音在水中比在空氣中傳播得更遠。這樣,根據聲波在水中的傳播速度,隻要測出聲音從船上發射再反射到船上的時間,就能知道海的深度。這即是利用回聲來測量海深的道理。但實際上,問題要比我們想象的複雜得多。這主要是由於聲波在海水中傳播的速度不是固定不變的,它是隨海水溫度、鹽度和水深的變化而變化的。
什麼是聲呐
實際上,聲呐就是人們利用水聲能量,進行水下觀測和通信的一種儀器。聲波在海水裏並不是直線傳播的,不同的水域、不同的水深以及不同的障礙物或海底地形,都會對聲音的傳播發生影響。而聲呐正是利用了這一原理,通過回收不同的回聲,來探測海水的不同界麵、海洋深度以及海底地形等。聲呐基本上可以分為兩種。第一種可以稱為主動聲呐。它可以發射聲波,遇到目標時,會產生回聲。而聲呐裏裝有能感受聲音的裝置,這樣,聲呐就可接收這種回聲,並加以處理,然後在顯示器上顯示出目標的方位、大小及形狀。有的還能根據回聲的大小確定目標的遠近;第二種可以稱為被動聲呐。這種聲呐不能發射聲波,它隻接收目標發出的噪音,然後加以處理並將結果顯示出來。
工作原理
在水中進行觀察和測量,具有得天獨厚條件的隻有聲波。這是由於其他探測手段的作用距離都很短,光在水中的穿透能力很有限,即使在最清澈的海水中,人們也隻能看到10多米至幾十米內的物體;電磁波在水中也衰減太快,而且波長越短,損失越大。然而,聲波在水中傳播的衰減就小得多。在深海聲道中爆炸一枚幾千克的炸彈,在2萬千米外還可以收到信號。低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層,並且得到地層中的信息。
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在溫度為0度的海水裏,聲音速度每小時達5000多千米,比在空氣中的傳播速度快4倍多;在30度的海水裏,每小時可達5600多千米;在含鹽多的水裏,聲音傳播的速度比在含鹽少的水中要快。
名不副實的水域
裏海
裏海位於亞、歐兩洲之間,南麵和西南麵被厄爾布爾士山脈和高加索山脈所環抱,其他幾麵是低平的平原和低地。
裏海的水源補給來自伏爾加河、烏拉爾河,以及地下水和大氣降水。其中伏爾加河水帶來進水量的70%左右,是裏海最重要的補給來源。裏海位於荒漠和半荒漠環境之中,氣候幹旱,蒸發非常強烈。而且進得少,出得多,湖水水麵逐年下降。較之往年,現在湖的麵積大大縮小。
因為水分大量蒸發,鹽分逐年積累,湖水也越來越鹹。由於北部湖水較淺,又有伏爾加河等大量淡水注入,所以北部湖水含鹽度低,而南部含鹽度是北部的數十倍。裏海含鹽量高,盛產食鹽和芒硝。
裏海是一個地地道道的內陸湖。那麼,為什麼被稱為“海”呢?
裏海水域遼闊,煙波浩渺,一望無垠,經常出現狂風惡浪,猶如大海翻滾的波濤。同時,裏海的水是鹹的,有許多水生動植物也和海洋生物差不多。
另外,裏海與鹹海、地中海、黑海、亞速海等原來都是古地中海的一部分,經過海陸演變,古地中海逐漸縮小,這些水域也多次改變它們的輪廓、麵積和深度。所以,今天的裏海是古地中海殘存的一部分,地理學上稱為海跡湖。
於是,人們就把這個世界上最大的湖稱為“裏海”了。其實,它並不是真正的海。
死海
位於西亞阿拉伯半島上的死海,南北長達82千米,東西最寬達18千米,麵積為1000多平方千米。死海位於深陷的盆地之中,湖底最低的地方,低於海平麵790多米,是世界大陸上的最低點。
死海含鹽度比一般海水要高7倍左右。死海的含鹽度為什麼這麼高呢?這與它所在地區的地理環境密切相關。死海的東西兩岸都是峭壁懸崖,隻有約旦河等幾條河流注入,沒有出口。
附近分布著荒漠、砂岩和石灰岩層,河流夾帶著礦物質流入死海。這裏氣候炎熱,幹燥少雨,蒸發強烈。年深日久,湖中積累了大量鹽分,就成了特鹹的鹹水湖了。
如果用一個杯子盛滿死海水,等完全蒸發後,就會留下1/4杯的雪白的鹽分和其他礦物質凝結物。
因為湖水太鹹,把魚放入水中就會立即死亡。湖濱岸邊也是岩石裸露,一片光禿,沒有樹木,寸草不生,故稱“死海”。不過,死海並非絕對的死,人們在這裏還發現有綠藻和一些細菌。
關於死海,還有這樣一個非常有趣的故事。
1世紀,古羅馬軍統帥狄度率領軍隊來到死海。他看到一望無際的湖水,就問手下的士兵:“這裏是什麼地方?”
“報告將軍,這裏是死海。”
這時,士兵們押來幾個俘虜,要求統帥處置。狄度威嚴地命令道:“把他們帶上腳鐐手銬扔進海裏,祭祀海神吧!”
於是,士兵們不顧俘虜的哀告求饒,七手八腳地抬著被鐐銬捆住手腳的俘虜,“撲通撲通”扔進了死海。
可是,奇怪的事情發生了。這些俘虜一個個猶如睡在柔軟舒適的彈簧床上一樣,就是不下沉。不一會兒,他們居然被風浪送回岸邊。一連幾次,都是這樣。狄度認為有“神靈”保佑他們,於是下令把這些俘虜全赦免了。
原來,物體在水裏是沉是浮,同比重是有直接關係的。人身體比重比水稍大一些,所以人掉到河裏就會沉下去。死海含鹽量特別大,超過了人身體的比重,所以人就不會沉下去了。如果你到死海去旅遊,完全可以躺在湖麵上安詳地看書,絲毫不用擔心沉下水去。
死海是一個大寶庫,那裏蘊藏著豐富的溴、碘、氯等化學元素,據估計,死海中含氯化鎂220億噸,氯化鈉120億噸,氯化鈣60億噸,氯化鉀20億噸,溴化鎂10億噸。
狹小的馬爾馬拉海
亞洲西部小亞細亞半島和歐洲東南部巴爾幹半島之間,有一個水域狹小的海,叫作馬爾馬拉海。
馬爾馬拉海東北麵,溝通黑海的博斯普魯斯海峽,和西南麵連接地中海的達達尼爾海峽,仿佛一所住宅裏前庭和後院的兩扇大門。因此,馬爾馬拉海具有完整的海域。
它形如海灣,實際卻是個真正的內海。馬爾馬拉海南北的兩個海峽,好像地中海與黑海之間聯係的兩把大鐵鎖,具有十分重要的戰略地位。馬爾馬拉海是歐、亞、非三大洲的交通樞紐,是大西洋、印度洋和太平洋之間往來的捷徑。
馬爾馬拉海在遠古的地質時代並不存在,後來由於發生地殼變動,地層陷落下沉被海水淹沒而形成。它的平均深度為357米,最深的地方達1355米。
由於馬爾馬拉海是陸地陷落形成的緣故,所以,雖然水域不大,但深度並不小。海岸附近,山巒起伏,地勢陡峻。原來陸地上的山峰和高地,在海上露出水麵,形成許多小島和海岬,星星點點散落在海麵之上,構成一幅獨特的風景畫。
其中較大的馬爾馬拉島麵積125平方千米。島上盛產花紋美麗的大理石,圖案清秀,別具一格,是古代伊斯坦布爾宮殿建築的重要材料,在現代建築中也有許多用途。“馬爾馬拉”就是大理石的意思,這個海域也因此與島齊名了。
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鹹海是在700萬年至250萬年前形成的,20世紀60年代後,由於阿姆河和錫爾河的河水大量用於農業和工業,再加上20世紀70年代以來氣候持續幹旱,導致湖麵水位下降,湖水鹽度增高。
南美第一湖馬拉開波湖
地理位置
在南美洲瀕臨加勒比海的委內瑞拉的西北部,有一個碧波萬頃的湖泊,這就是聞名世界的馬拉開波湖。它的形狀十分有趣,像一隻大鴨梨,也像一個肚子大、脖子細的玻璃瓶子,也有人把它比作一隻巨大的高腳酒杯,裏麵寬闊,瓶頸狹窄。
它北麵通過馬拉開波海峽同委內瑞拉灣相通,灣外是一望無際的加勒比海。湖泊南北長約210千米,東西寬約95千米,最寬處為120千米,湖的總麵積為1.63萬多平方千米,海域遼闊,水天一色,是南美洲第一大湖,它是拉丁美洲最大的湖泊。
氣候特點
馬拉開波湖區地處熱帶,氣候終年炎熱,潮濕多雨。湖泊瀕臨海洋,海風掠過,波濤洶湧,白浪滾滾。湖泊東南方的梅裏達山脈,是南美洲安第斯山脈北段東側的一個分支,平均海拔高度在3000米以上,山體巍峨,峰巒重疊,許多山峰終年積雪。
位於山脈中部的玻利瓦爾峰,海拔高達5000多米,高聳入雲,雖然地處熱帶,峰頂卻常年為皚皚的白雪所覆蓋,形成熱帶地區的雪峰奇觀。馬拉開波湖碧綠的湖水和玻利瓦爾峰晶瑩的雪峰交相輝映,顯得格外清新美麗,構成委內瑞拉著名的風景之一。
地下資源
馬拉開波湖底及其周圍低地地區,是一個巨大的地下油庫,石油蘊藏量約占委內瑞拉石油總儲量的1/4,是委內瑞拉主要的石油產地。黑色的原油常常從湖畔的裂縫中溢出來。
據說,居住在馬拉開波湖沿岸地區的印第安人,早就在湖區發現了石油,當時人們把它叫作“大地的汁水”。委內瑞拉成為“石油之國”,它的第一桶石油,就是在湖畔的第一口高產油井中開采出來的。如果在湖中乘遊艇參觀,舉目四顧,近處油塔矗立,遠處塔尖點點,井架林立,管道如網,自有它的特色。
湖的東岸有連成一片的石油城鎮。湖口西岸的馬拉開波城是委內瑞拉第二大城,也是重要的煉油中心和著名的石油輸出港。過去,從馬拉開波城到湖東的石油城區,來往車輛依靠輪渡。
1963年,委內瑞拉在湖口最狹窄的地方架設了拉斐爾烏爾塔內達大橋。由於大橋跨度大,橋身高,橋下船舶來往自由,甚至駕駛直升機都能從橋身下穿行而過,構成了馬拉開波旅遊線上一個令人神往的遊覽點。
馬拉開波湖的水上人家
1499年8月,隨同意大利航海家亞美利哥維斯普奇探險的阿隆索德奧赫達率船隊由加勒比海駛入馬拉開波湖,沿途發現當地土著居民為防禦野獸和敵人的侵襲,把房屋建在露出水麵的木樁上,當地人把這種水上房屋稱作“帕拉菲托”。
由於這一湖麵上村落星羅棋布的奇特景象,頗似意大利水城威尼斯,於是探險家便將這裏稱為“小委內瑞拉”,即小威尼斯的意思。委內瑞拉的國名也由此而來。
早在西班牙人到來之前,這裏就世代生活著一支名叫阿紐的印第安人部落。數百年後的今天,這裏依然是阿紐族印第安人的生活之地。
湖水為什麼是淡的
從地圖上看,馬拉開波湖猶如一個巨大的海灣,又像委內瑞拉灣殘存的一個潟湖。照理說,馬拉開波湖與海相通,湖水應是鹹的。
然而,馬拉開波湖雖然與海洋息息相通,湖水卻是淡的。隻有湖的北部,由於海潮的頂托關係,潮水時斷時續地湧入湖中,使這裏的湖水略帶鹹味,而廣闊的中、南部水域,湖水完全沒有鹹味。
為什麼馬拉開波湖離委內瑞拉灣的加勒比海那麼近,又與大海一脈相通,而湖水卻是淡的呢?
原來,馬拉開波湖既不是海灣,也不是湖,它是一個地地道道的構造湖泊。馬拉開波湖坐落在範圍更大的馬拉開波盆地中,是盆地裏的最低窪部分,實際上它是由於地殼運動,造成凹陷盆地蓄水而成的斷層湖。
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馬拉開波湖原本進不去海水,為了發展湖內采油業,人們將連接外海的水道拓寬,以便大噸位貨輪和油輪駛入,使海水倒灌侵入湖心,阻礙了整個湖水的自然循環,造成大量水藻和微生物死亡。