1912年4月發生的“泰坦尼克”號客輪撞擊冰山後沉沒,遭到滅頂之災,它是20世紀海冰造成的最大災難之一;我國1969年渤海特大冰封期間,流冰摧毀了由15根22厘米厚錳鋼板製作的直徑為085米、長41米、打入海底28米深的空心圓筒樁柱全鋼結構的“海二井”石油平台,另一個重500噸的“海一井”平台支座拉筋全部被海冰割斷……由此可見,海冰的破壞力對船舶、海洋工程建築物帶來的災害是多麼嚴重。
有“白色災害”之稱的海冰,不可避免地成為海洋五種主要災害之一(其他為風暴潮、災害海浪、赤潮和海嘯)。它是直接由海水凍結而成的鹹水冰,亦包括進入海洋中的大陸冰川(冰山和冰島)、河冰及湖冰。鹹水冰是固體冰和鹵水(包括一些鹽類結晶體)等組成的混合物,其鹽度比海水低2‰~10‰,物理性質(如密度、比熱、溶解度、蒸發潛熱、熱傳導性及膨脹性)不同於淡水冰。它對海洋水文要素的垂直分布、海水運動、海洋熱狀況及大洋底層水的形成有重要影響;對航運、建港也構成一定威脅。
在這裏特別要提出的是冰山。它是由冰川組成,冰川,又是由雪花堆積成的冰川冰組成的。當冰川的冰體受到海水浮力的頂拖斷裂後,就形成了冰山。在極地航海家眼裏,冰山是最危險的“敵人”,輪船遇到它有時會被迫停駛,一不小心就會發生碰撞事故。
按海冰的形成和發展階段可以分為:初生冰、尼羅冰、餅冰、初期冰、一年冰和多年冰;按運動狀態分為固定冰和漂浮冰。前者與海岸、島嶼或海底凍結在一起,多分布於沿岸或島嶼附近,其寬度可從海岸向外延伸數米至數百千米;後者自由漂浮於海麵,隨風、浪、海流而漂泊。而漂浮冰又分成兩種:海冰和陸冰。海冰由海水凍結而成,陸冰是大陸上的冰破裂後流入海中。海冰的體積不大,而陸冰大得像山,所以稱為冰山。
海冰在大自然中扮演了一個相當重要的角色,海冰數量變化,往往會直接影響到地球的氣候。假如高緯度地區海洋裏漂浮的冰減少了,低緯度的暖流便會北上,或是南下,使得原來的雨區變得幹旱起來。海冰還有保持海水溫度的功能,有人把海冰比作是“海洋的皮襖”,使海水減少蒸發量,保持海水溫度。海冰可以促使海水上下對流,對海洋生物繁殖十分有利,這就是為什麼地球兩極有那麼豐富的浮遊生物的環境原因之一。海冰能阻擋潮汐使潮高降低,潮流減慢,把波浪壓低,把海流“拖住”。總而言之,海冰是自然環境中不可缺少的組成部分。
死海
公元70年,羅馬大軍統帥狄杜攻克耶路撒冷,他下令把俘虜投入海中淹死。可是奇跡發生了,戴著腳鐐手銬的俘虜在水裏根本不往下沉。羅馬士兵一遍又一遍地把他們投入大海裏,可海浪一次又一次地把他們送回岸邊……這個神奇的海域就叫死海。
死海位於約旦和巴勒斯坦之間,長約80千米,最寬處為18千米,湖水表麵麵約1020平方千米,最深處400米。湖東的利桑半島將該湖劃分為兩個大小深淺不同的湖盆,北麵的麵積占3/4,深400米,南麵平均深度不到3米。水麵低於海平麵392米,是世界陸地最低點,也是世界上鹽度最高的天然水體之一。盡管名字很嚇人,實際上一點都不可怕。死海雖然是以海的名字命名的,但並不是海,它隻是一個鹹水湖而已。
關於死海的成因是由於流入死海的河水不斷蒸發,礦物質大量沉積的自然條件造成的。人們之所以稱它為死海大概有兩個原因,一是找不到任何可以流出去的口;二是水生植物和魚類等生物無法生存。在水中隻有細菌,沒有其他動植物,岸邊也沒有花革,所以人們稱之為死海。不過,美國和以色列的科學家們發現,就在這種最鹹的水中,死海湖底的沉積物中居然仍有11種細菌和一種海藻生存。
另外,由於氣候條件的影響,這裏的湖水含鹽量極高,遊泳者很容易浮起來。一般海水含鹽量為35‰,死海的含鹽量達230‰~250‰。在表層水中,每升的鹽分就達227~275克。所以說,死海是一個大鹽庫。據估計,死海的總含鹽量約有130億噸。在死海洗浴,人可以輕而易舉地漂浮在水麵上,因此,在死海上洗浴、遊泳的感受非同一般。死海洗浴不僅感受獨特,它對人體還有保健和治療的功效。死海浮睡可以減輕精神壓力,增進人的睡眠質量。
可是,死海的前景並不容樂觀。有報道稱,死海在近50年的時間裏,失去了30%的海水,如果這樣下去的話,在100年之內死海將不複存在。這些年來,死海附近自然資源過度開采,死海的南湖已經完全消失,現在隻有北湖了。據此推測,在未來的某一天,我們看到的將是真正的無水之海。
“厄爾尼諾”現象
近年來,各類媒體越來越關注這樣一個氣候學名詞:厄爾尼諾。眾多氣候現象與災難都被歸結到厄爾尼諾的肆虐上,例如印尼的森林大火、巴西的暴雨、北美的洪水及暴雪、非洲的幹旱等等,它幾乎成了災難的代名詞。可是厄爾尼諾究竟是什麼呢?
簡單地講:厄爾尼諾是熱帶大氣和海洋相互作用的產物,它原是指赤道海麵的一種異常增溫。現在其定義為在全球範圍內,海氣相互作用下造成的氣候異常。由於這種現象經常發生在年末聖誕節前後,所以當地人成為“聖嬰”(厄爾尼諾)。厄爾尼諾發生時,由於水溫高、浮遊生物減少,魚得不到食物而大量死亡,所以以魚為食的海鳥也將死亡或遷徙。
厄爾尼諾現象又稱厄爾尼諾海流,是太平洋赤道帶大範圍內海洋和大氣相互作用後失去平衡而產生的一種氣候現象。它的基本特征是太平洋沿岸的海麵水溫異常升高,海水水位上漲,並形成一股暖流向南流動。它使原屬冷水域的太平洋東部水域變成暖水域,結果引起海嘯和暴風驟雨,造成一些地區幹旱,另一些地區又降雨過多的異常氣候現象。正常情況下,熱帶太平洋區域的季風洋流是從美洲走向亞洲,使太平洋表麵保持溫暖,給印尼周圍帶來熱帶降雨。但這種模式每過幾年便會被打亂一次,使風向和洋流發生逆轉,太平洋表層的熱流就轉而向東走向美洲,隨之便帶走了熱帶降雨,出現所謂的“厄爾尼諾現象”。
厄爾尼諾現象總是呈周期性出現的,每隔2~7年出現一次。自1997年的20年來厄爾尼諾現象分別在1976~1977年、1982~1983年、1986~1987年、1991~1993年和1994~1995年出現過5次。1982~1983年間出現的厄爾尼諾現象是20世紀以來最嚴重的一次,在全世界造成了大約1500人死亡和80億美元的財產損失。進入20世紀90年代以後,隨著全球變暖,厄爾尼諾現象出現得也越來越頻繁。
厄爾尼諾現象所造成的危害後果非常嚴重。它曾使南部非洲、印尼和澳大利亞遭受過空前未有的旱災,同時帶給秘魯、厄瓜多爾和美國加州的則是暴雨、洪水和泥石流。有一次厄爾尼諾效應曾造成500餘人喪生和80億美元的物質損失。由於厄爾尼諾現象給全球帶來巨大的災難,這種現象已成為當今氣象和海洋界研究的重要課題。
海洋的秘密
生命的起源一直是科學家們研究的課題,從現在的研究成果看,普遍認為生命起源於海洋。在討論生命起源之前,首先要知道什麼是生命。簡單通俗地說,生命存在的物質基礎是蛋白質和核酸,表現生命現象的基本結構和功能的單位則是細胞。按照這個解釋,生命的起源過程,首先要研究蛋白質和核酸是怎樣產生的,而這一問題與地球最初形成的具體條件有著十分密切的關係。
在原始海洋形成的過程中,它為原始生命的誕生創造了條件。原始海洋不僅阻止了強烈紫外線對原始生命的破壞、殺傷作用,也為原始生命的存在和發展提供了極有利的環境。因此,人們說“海洋是生命的搖籃”是有科學道理的。
一般認為,生命的產生過程大體分為三個階段:第一階段是化學演化階段,主要由簡單的有機單分子和有機大分子組成。此時,氨基酸、核苷酸等化合物,在原始的海洋中聚合,逐漸形成較為複雜的有機物。第二階段為從化學演化到生物演化的過程,在這一過程中,要完成由多個有機大分子聚集成的蛋白質和核酸為基礎的多分子的體係,使生命進化達到一個新階段——完成生物學意義上的生命演化。所以說真正意義的生命,是在原始海洋中實現的。
大約在45億年前,在火山活動、雷電、太陽紫外線以及高溫高壓的作用下,海洋裏的甲烷、氨氣、氫氣等無機物被聚合成多種氨基酸(氨基酸是組成蛋白質的最重要的物質),而這多種氨基酸,在常溫常壓下,可能在局部濃縮,再進一步成蛋白質。蛋白質和其他的多糖類,以及高分子脂類,在一定的條件下就有可能孕育成生命。在1953年的時候,美國的科學家米勒通過實驗證實了這個論證。米勒把氨氣、氫氣、水、一氧化碳放在一個密封的瓶子裏麵,在瓶子裏麵兩頭插上金屬棒,通上電源,通過這個類似於閃電的作用,確實在幾天之後產生了大量的氨基酸。另外,從化石研究中,也能找到證據。藍藻出現在古海洋中。可以追溯到30億年之前。它是一種沒有根、莖、葉之分的低等植物。由單細胞或多個細胞連成的絲狀體。經過億萬年的演化,現在藍藻形態與其祖先差不多。
綜上所述,海洋是一切生命的搖籃。因為和陸地相比,海洋的變化很小,它沒有幹旱,溫度變化也不大,風雨影響也小,所以原始生命在海洋裏更容易生存。
但是隨著科學技術的發展,也有人認為生命來自地球之外,是彗星的功勞。因為在彗星裏含有大量的有機分子,不僅含有固態的水,還有氨基酸、乙醇、嘌呤、嘧啶等有機化合物,生命有可能在彗星上產生而帶到地球上,或者在彗星和隕石撞擊地球時,由這些有機分子經過一係列的合成而產生新的生命。隻不過這一說法還沒有得到確實的論證。
不同環境下的海洋生物
有人曾經做過統計,地球上的生物共有50萬種以上,而在海洋中就占了接近一半。在浩瀚的海洋中,那些生活在這裏的海洋生物將會怎樣生存下去呢?