在海岸附近、江河入海口處,常常形成“衝淡水”,鹽度和密度顯著降低,它們的下麵如果是密度大、鹽度高的海水,就會形成“密度躍層”。寒冷地區夏季海上浮冰融化了,含鹽低的水層浮動在高鹽高密度的海水之上時,也會形成“密度躍層”。南森遇到的就是後一種情況。
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45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。
1960年1月23日,瑞士的雅克·皮卡爾乘坐“的裏雅斯特”號深潛器,開始了人類首次潛入世界大洋中最深的地方——馬裏亞納海溝時,多次遇到“液體海底”的粘托。
那天上午,“的裏雅斯特”以每秒1米的速度緩緩向1萬多米深的海溝潛去,幾分鍾後,深潛器突然停止下潛。難道這麼快就著底了?不,不可能,這裏是萬米深淵,離海底還遠著哩。那麼,是深潛器出故障了嗎?也不會,因為“的裏雅斯特”號久經考驗,況且下潛前又經再三檢查,絕不會有什麼問題。
雅克·皮卡爾又檢查了一遍機械,沒發現異常。當他觀察海水溫度表時,發現海水的溫度變化劇烈。這時,他才明白,原來是“密度躍層”在作怪。
皮卡爾放掉一些汽油,放進一些海水,從而增加了深潛器的重量。這樣,深潛器就突破了“液體海底”的阻擋,繼續下潛了。
令人驚異的是,下潛僅10米,深潛器又一次被“粘”住了。他不得不再次調整壓載重量,又一次突破“液體海底”的阻擋。
下潛20米後,深潛器第三次被“粘”住。
這樣折騰了4次,深潛器才完全衝破“液體海底”設置的“封鎖線”,一路順暢潛到萬米海底,創造了人類探險史上的新紀錄。
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”,聲呐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,水麵艦艇聲呐發出的聲波穿透不了“密度躍層”,就會成為“聾子”和“瞎子”,而潛艇卻能安全撤離或發起反擊。