海洋在地球上已存在40多億年了。在這漫長的地質年代裏,由陸地河流和大氣輸入海洋的物質以及人類活動中落入海底的東西,包括軟泥沙、灰塵、動植物的遺骸、宇宙塵埃等,年積月累、日久天長,已經多得無法計算了。而在人類曆史的長河中,由於海陸變遷、地震、火山、暴潮、洪水和戰爭等天災人禍,一些城市、村鎮、港口等沉入海底;至於因大風、巨浪、冰山碰撞、海戰等原因葬身魚腹的艦船,那就更多了。科學上就把這些東西統稱為海底沉積物。然而伴隨著科學與潛水打撈技術的提高,這些沉睡海底的寶藏,遲早要與世人見麵。
除了陸源物質形成的沉積物外,大洋深海的沉積物主要來源是在大洋生活的生物。主要是浮遊生物的遺骸。由於深水區會使可溶解的礦物質溶解,所以沉到4000~6000米深的洋底,主要是難以溶解的矽質等生物硬體,其主要種類是富含矽質的放射蟲和矽藻等。這些深海沉積物稱為放射蟲軟泥和矽藻泥,此外還有抱球蟲軟泥和翼足蟲軟泥。放射蟲是單細胞原生動物,放射蟲軟泥主要分布於太平洋和印度洋的熱帶深海區。翼足蟲軟泥也是分布在熱帶海區。矽藻是浮遊植物,矽藻軟泥主要分布在冷水海區,在暖水區也有分布。由於自身形成的沉積物來源很少,所以大洋底1000年才增加1~2毫米厚的沉積物。
海底沉積物中有—個顯著的例子就是塔裏木油田的發現。1995年5月5日,新華社報道,我國科學家在塔裏木盆地發現巨大的海相生油田。塔裏木盆地處祖國大西北內陸,麵積約56萬平方千米,差不多有4個山東省那麼大。據科學家考證,在1億多年以前,那兒曾是波濤洶湧的海洋。後來,由於喜馬拉雅造山運動,將它推俯擠壓和抬高,由海洋變為陸地,最後變成一片沙漠。當年在塔裏木海洋中,生長茂密的生物群和掩埋在海底的大量沉積物中的有機質,在高壓高溫和特殊的地層環境中,變成了今天發現的大油田。石油深藏在地下約5000米的地方,這5000米的地層,有很大一部分就是海底的沉積物,現在也變成了岩石或化石。
冰島
冰島的名稱原意是“冰的陸地”,中文意譯為“冰島”。它位於大西洋北部接近北極圈的地方,屬於歐洲範圍,是西北歐地區的一個島國,麵積約103106平方千米。這個島國約有75%是海拔400米以上的高原,最高的華納達爾斯火山海拔2119米,其餘為平原低地。被冰雪覆蓋的麵積約占全國麵積的13%,境內有許多冰川(冰河),其中最著名的為東部的瓦特納冰川,是歐洲最大的冰川。
由於冰島位於北半球的高緯度地區,每年的冬季,太陽照射的時間非常短,人們過著漫漫長夜的生活;夏天相反,好像太陽總在頭頂轉圈圈,天還未完全黑又亮了起來。在每年10月前後一段時間裏,夜晚可以看到北極方向發出閃耀的極光。
冰島不但寒冷多雪,還是世界上火山活動最活躍的地區。全島有火山200多處,其中活火山約30座,曆史上有記載的火山噴發活動就有150多次。現在的冰島,11%的地麵被火山熔岩覆蓋著。因此,冰島又被人們稱為“冰與火共存的海島”。不但島上有火山,附近海底也經常有火山噴發。1963年冰島附近的海洋上發生一起火山噴發,形成了一個小島,冰島人給它起了個名字,叫瑟特塞火山島。
火山活動的地方,溫泉也很多。冰島目前約有800多處溫度較高的溫泉,這些溫泉水溫多數在75℃左右,最高的110℃以上,它們不停地向地麵湧出熱水和蒸汽。到了冬天,在首都雷克雅未克城的四周上空大霧彌漫,那就是溫泉冒出的水汽,所以人們稱雷克雅未克城是“冒煙的城市”,但那不是煙,而是水蒸氣。
盡管是“冰的陸地”,可冰島卻是個富國,在那裏人民過著富裕的生活。它的富裕主要是靠漁業、水力和地熱三項資源。漁業生產是冰島經濟的支柱產業,國家經濟的收入,有百分之七八十靠出口漁產品。水力資源也是冰島的優勢之一。冰島降水量較大,地形坡度大,河流湍急,蘊藏著很大水能,如果全部開發利用,每年可生產300多億度電能,而現在隻開發了10%左右。冰島地熱能蘊藏量比水能還要大,如果全部利用起來,每年能發電800多億度,而現在隻開發利用了約7%。需要提出的是,水力和地熱是幹淨的能源,而且在可見的將來能夠永久利用。因此,現已有人設想,在冰島大力開發水能和地熱能,通過海底電纜輸送到英國和歐洲大陸。那時,冰島將會得到取之不盡,用之不竭的財富。
冰島的旅遊資源,尤其是溫泉更具有它的特色。如世界聞名的吉賽爾間隙大噴泉,噴口處直徑達2米多,每隔6小時左右噴發一次,噴出的水柱衝天而上,並發出聲響,非常壯觀。此外,還有良好的旅遊設備,優質的服務條件和冰島人的純樸熱情。因此,冰島每年吸引了七八萬遊客到此旅遊。
海浪
海浪就像是大海跳動的“脈搏”,周而複始,永不停息。平靜時,微波蕩漾,浪花輕輕拍打著海岸;“發怒”時,波濤洶湧,巨浪擊岸,浪花飛濺,發出雷鳴般響聲。正因為有了海浪,大海才顯得生機勃勃,令人神往。
而最初,一朵朵美麗的、小小的浪花,就像大海上的精靈。它是由水薄膜隔開的氣泡組成的。在淡水中氣泡相互靠近、融合,而在鹹水中氣泡相互排斥、分離。在鹹水中形成的氣泡比淡水中更細小,存在的時間也更長些。氣泡上升到海麵時破裂,並將鹹水珠拋到比氣泡直徑大千倍的高處,於是就產生了浪花。
其實這一切都是風在推波助瀾,海浪是風在海洋中造成的波浪,包括風浪、湧浪和海洋近岸波等。通常它們的波長為幾十厘米至幾百米,周期為05~25秒,波高幾厘米至20多米,特殊隋況下波高可超過30米。
首先是風浪。人們常說“無風不起浪”,風直接推動著海浪,同時出現許多高低長短不等的波浪,波麵較陡,波峰附近常有浪花或大片泡沫,這就是風浪的形成。
其次是湧浪。風浪傳播到風區以外的海域中所表現的波浪便是湧浪。它具有較規則的外形,排列比較整齊,波峰線較長,波麵較平滑,略近似正弦波。在傳播中因海水的內摩擦作用,使能量不斷減小而逐漸減弱。
最後的是海洋近岸波。它是風浪或湧浪傳播到海岸附近,受地形的作用改變波動性質的海浪。隨海水變淺,其傳播速度變小,使波峰線彎轉,漸漸和等深線平行,波長和波速減小。在傳播過程中波形不斷變化,波峰前側不斷變陡,後側不斷變得平緩,波麵變得很不對稱,以至於發生倒卷破碎現象,且在岸邊形成水體向前流動的現象。一般,海浪衝擊陡峭的岩岸,在斜斜的砂礫或泥質的海岸邊形成卷波或崩波。
雖然海浪很常見,但它對海上航行、海洋漁業、海戰都有很大的影響。海浪能改變艦船的航向、航速,甚至產生船身共振使船體斷裂,破壞海港碼頭、水下工程和海岸防護工程,影響雷達的使用、水上飛機和艦載機的起降、水雷布放、掃雷、海上補給、艦載武器使用和海上救生打撈等。
不僅如此,海浪中還蘊藏著巨大的能量。據測試,海浪對海岸的衝擊力達每平方米20~30噸。當海浪波高3米時,10平方千米海麵的海浪所具有的波浪能,就相當於我國新安江水電站所具有的電能——66萬千瓦。雖然海浪的力量是巨大的,但對於廣闊的大海來說它仍然是渺小的。比如說一個波高為10米,波長為200米的波浪,在200米深處,它的振幅減小到10毫米,也就是說海麵上波高為10米的巨浪,到200米深處隻不過引起2厘米的波動而已。所以盡管海麵上會出現驚濤駭浪,但在大洋的深處,仍然是一個平靜的世界。
潮汐
世界上有兩大湧潮景觀地:一處在南美洲亞馬孫河的入海口;另一處則在中國錢塘江北岸的海寧市。
每年農曆八月十八,在浙江海寧的海潮最有氣魄。因錢塘江口呈喇叭形,向內逐漸淺窄,潮波傳播受約束而形成。潮頭高度可達35米,潮差可達89米,蔚為壯觀。但南美的亞馬孫河口的湧潮,比我國錢塘江大潮還要壯觀。
眾所周知,潮起潮落是大海的正常現象,是海水重要的運動形式。而在所有的海水運動形式中,最早被人們注意到的就是潮汐。
大海中的海水每天都按時漲落起伏變化。古時,人們把白天的漲落稱為“潮”,夜間的漲落叫作“汐”,合起來叫作“潮汐”。潮汐現象使海麵有規律的起伏,就像人們呼吸一樣。潮起時,海麵波濤洶湧,翻騰著的浪花擊打著岸邊的岩石,猶如一位凱旋的將軍帶著千軍萬馬歸來,波瀾壯闊。潮落時,海麵風平浪靜,輕柔退去的浪花撫摸著金黃色的細沙,奇形怪狀的礁石,都顯露出來。
那麼如此神秘的潮汐是怎樣形成的呢?
潮汐是海水受太陽、月亮的引力作用而形成,引力會引起海平麵的變化。在地球麵向月球的一麵引力最大,能產生高潮;在地球背離月球的一麵引力最小,海水向背離月球方向上漲,也能產生高潮。
從某一時刻開始,海水水位(潮位)不斷上漲,這一過程叫漲潮;海水上漲到最高限度,就是高潮;這時,在短時間內,海水不漲也不落,叫平潮;平潮之後,海水開始下落,這叫“退潮”;海水下落到最低限度,即低潮;在一個短時間內出現不落不漲,這叫“停潮”。停潮過後,海水又開始上漲。如此周而複始。
這期間,海洋的潮汐就像太陽的東升西落一樣,天天出現,循環不已,永不停息。此外,在海水的一漲一落中還蘊藏著巨大的能量。潮汐能的大小隨潮差而變,潮差越大,潮汐能越大。例如在1000平方米的海麵上,當潮差為5米時,其潮汐能發電的最大功率為550千瓦;而潮差為10米時,最大發電功率可達22000千瓦。據專家們估計,全世界海洋蘊藏的潮汐能的年發電量可達33480萬億度。因此,人們將潮汐能稱為“藍色的煤海”。世界卜最早的潮汐電站是法國的朗斯發電站。
潮汐不僅僅為人類提供巨大的能源,在曆史上潮汐與戰爭也有著密不可分的關係。
掌握潮汐發生的時間和高低潮時的水深是保障艦船航行安全,進出港口、通過狹窄水道及在淺水區活動的重要條件,也是建設軍港碼頭、水上機場,進行海道測量、布雷掃雷、救生打撈,構築海岸防禦工事,組織登陸、抗登陸作戰和水下工程建設等必須考慮的重要因素。在著名的諾曼底登陸中,盟軍在製定登陸計劃時,考慮到潮汐的因素,陸軍選擇在高潮登陸,海軍選擇在低潮間登陸,由於五個灘頭的潮汐不盡相同,所以規定五個不同的登陸時刻。
海流
海流又稱洋流,它是海水沿一定途徑的大規模流動。海流就像陸地上的河流那樣,長年累月沿著比較固定的路線流動著,不過,河流兩岸是陸地,而海流兩岸仍是海水。海流遍布整個海洋,既有主流,也有支流,不斷地輸送著鹽類、溶解氧和熱量,使海洋充滿了活力。
海流在大洋中流動的形式是多種多樣的,除表層環流外,還有在下層裏偷偷流動的潛流,由下往上的上升流,向底層下沉的下降流,海流水溫高於周圍海溫的暖流,水溫低於流經海域的寒流,水流旋轉的渦漩流,等等。
世界上最大的海流,有幾百千米寬、上千千米長、數百米深。大洋中的海流規模非常大,而且還並不都是朝著一個方向流動的。打開一張海流圖,你會發現,上麵那些像蚯蚓般的曲線,都是代表著海水流動的大致路線。它們首尾相接,循環不已,這就是大洋表層的環流,我們形象地把它比喻為“海洋的血液”。正因為有洋流的運動,南來北往,川流不息,對高低緯度間海洋熱能的輸送與交換,對全球熱量平衡都具有重要的作用。從而調節了地球上的氣候。
在這中間,最為著名的便是墨西哥灣(暖)流。因為它不是一股普通的海流,而是世界上第一大海洋暖流。墨西哥灣流雖然有一部分來自墨西哥灣,但它的絕大部分來自加勒比海。它的流量相當於全世界河流量總和的120倍,每年供給北歐海岸的能量,大約相當於在每厘米長的海岸線上得到600噸煤燃燒的能量,像一條巨大的暖氣管,供應巨量的熱,這就使得歐洲的西部和北部的平均溫度比其他同緯度地區高出16~20℃,甚至北極圈內的海港冬季也不結冰。
黑潮是世界大洋中第二大暖流。黑潮像一條海洋中的大河,寬100~200千米,深400~500米,流速每小時3~4千米,流量相當於全世界河流總流量的20倍。它攜帶著巨大的熱量,浩浩蕩蕩,不分晝夜地由南向北流淌,給日本、朝鮮及中國沿海帶來雨水和適宜的氣候。
除此以外,還有一種緩慢爬升的海流。
秘魯位於太平洋的東南岸,海岸線長達2200米,是世界著名的漁業大國。秘魯能擁有如此豐富的漁業資源,得益於海流。不過,不是大洋環流,是一種在垂直方向上流動的海流,叫作上升流。由於上升流的速度太小,大約每秒鍾隻上升千分之一厘米,每天大約上升不足1米,不容易被察覺出來。上升流能把海洋下層的水帶到海麵上來,所以在有上升流的地方,海水的溫度比周圍低些,在夏季或是熱帶海域,能比周圍低5~8℃;鹽度比周圍海水也要顯著高些。
馬尾藻海
有這麼一個被眾多航海家稱之為“魔鬼之海”的海域,它是一個“洋中之海”,四周都是廣闊的洋麵。在眾口流傳的故事中,它被形容為一個巨大的陷阱,經過的船隻會被帶有魔力的海藻捕獲,陷在海藻群中不得而出,最終隻剩下水手的累累白骨和船隻的殘骸……而百慕大三角作為這一海域上最著名的神秘地帶,被稱為“海洋上的墳地”。它就是令人談之色變的——馬尾藻海。
馬尾藻海是大西洋中一個沒有岸的海,麵積約520萬平方千米。相當於阿根廷麵積的兩倍。1492年,哥倫布橫渡大西洋經過這片海域時,船隊發現前方視野中出現大片生機勃勃的綠色,他們驚喜地認為陸地近在咫尺了,可是當船隊駛近時,才發現“綠色”原來是水中茂密生長的馬尾藻。馬尾藻海圍繞著百慕大群島,與大陸毫無瓜葛,所以它名雖為“海”,但實際上並不是嚴格意義上的海,隻能說是大西洋中一個特殊的水域。墨西哥灣暖流在其西,北大西洋暖流在其北,加那利寒流在其東,北赤道暖流在其南,約3200千米長,1100千米寬。
馬尾藻海最明顯的特征是透明度大,是世界上公認的最清澈的海。一般來說,熱帶海域的海水透明度較高,達50米,而馬尾藻海的透明度達66米,世界上再也沒有一處海洋有如此之高的透明度。所謂海水透明度,是指用直徑為30厘米的白色圓板,在陽光不能直接照射的地方垂直沉入水中,直至看不見的深度。
在馬尾藻海這片空曠而死寂的海域,幾乎捕撈不到任何可以食用的魚類,海龜和偶爾出現的鯨魚似乎是唯一的生命,此外就是那些瘋狂滋長的馬尾藻。
馬尾藻是一種最大型的藻類,是唯一能在開闊水域上自主生長的藻類。這種植物並不生長在海岸岩石及附近地區,而是以大“木筏”的形式漂浮在大洋中,直接在海水中攝取養分,通過分裂成片再繼續以獨立生長的方式蔓延開來。