正文 第7章 動物世界裏的妙趣(3 / 3)

大多數情況下,海洋溫差是指南緯25°至北緯32°之間海域中海水深層與表層的溫度差。我國位於東半球,擁有較好的海洋溫差條件,尤其是台灣附近海水溫差更大,能夠使人們得以很好地利用。

海洋溫差能的主要功能就是利用溫差發電。海洋溫差發電主要采用兩種循環係統,一種是開式,一種是閉式。在開式循環中,表層溫海水在閃蒸蒸發器中,由於閃蒸而產生蒸汽,蒸汽進入汽輪機做功後流入凝汽器,由來自海洋深層的冷海水將其冷卻。在閉式循環中,來自海洋表層的溫海水先在熱交換器內將熱量傳給丙烷、氨等低沸點工質,使之蒸發,產生的蒸汽推動汽輪機做功後再由冷海水冷卻。在這個循環的過程中,可以不斷地將海水的溫差變成電力,由此使發電成為實現。

4.海洋鹽差能

所謂鹽差能,就是指海水與淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學電位差能。這種能量主要存在於河流與海洋的交接處。同時,淡水豐富地區的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能源中密度最大的一種可再生能源。海洋鹽差能可以用來發電在很久以前已被人們認識到。

其發電原理主要是:當把兩種濃度不同的鹽溶液盛在一個容器中時,濃溶液中的鹽類離子就會自發地向稀溶中擴散,一直到兩者濃度達到一致。所以,鹽差能發電,就是利用兩種含鹽濃度不同的海水化學電位差能,並將其轉換為有效電能。有學者在經過詳細的計算後發現在17℃時,如果有1摩爾鹽類從濃溶液中擴散到稀溶液中去,就會釋放出5500焦的能量來。由此專家設想到:隻要有大量濃度不同的溶液可供混合,就一定會有巨大的能量釋放出來。經過進一步計算還發現,如果利用海洋鹽分的濃度差來發電,它的能量可排在海洋波浪發電能量之後,但又要大於海洋中的潮汐能和海流能。

利用鹽差能發電有多種方式,比如有滲透壓式、蒸汽壓式和機械一化學式等,其中滲透壓式方案獲得了人們最大的重視。將一層半滲透膜放在不同鹽度的兩種海水之間,通過這個膜會產生一個壓力梯度,迫使水從鹽度低的一側滲透到鹽度高的一側,從而稀釋高鹽度的水,直到膜兩側水的鹽度變成一致。此壓力稱為滲透壓,它與海水的鹽濃度及溫度有著很大的關聯。

據估算,地球上存在的可利用的鹽差能達26億千瓦,其能量甚至比溫差能還要大。由此可見,海洋中蘊藏著巨大的能量,隻要海水不枯竭,其能量就生生不息。作為新型的能源,海洋能源已吸引了全世界越來越多人的興趣。

化學資源

海洋是化學資源的故鄉。為什麼這樣說呢?因為海水是一種化學成分複雜的混合溶液,包括水、溶解幹水中的多種化學元素和氣體。海水中究竟含有哪些化學資源?它們又有哪些作用呢?下麵將告訴你答案。

海水中有多少種化學元素

暢遊在大海中幾乎是每個都十分向往的:湛藍的天空,清涼的海水,起伏的波浪,使你置身於藍天碧海之間,頓時忘卻了暑熱的煩惱,放鬆了緊張的神經。可是,如果你是第一次在大海裏遊泳,一定要注意掌握好海浪起伏的規律,否則一個浪花襲來就會嗆水。如果真嗆到水了,你的第一反應肯定是,海水怎麼又苦又鹹?

海水之所以苦鹹,是因為海水溶解著大量化學物質,其中除了我們平常食用的食鹽氯化鈉之外,還有氯化鎂、硫酸鎂、氯化鉀、碳酸鎂等。科學家們發現,在目前世界上已發現的92種天然元素中,有80多種都能在海水中找到。

為了更深入地研究和開發海洋,科學家們早在200年前就開始對海水中存在著的物質開始了研究,並獲得了不小的收獲。

科學家經過研究發現,除了構成水的元素-氫和氯之外,海水溶解著的物質幾乎都是由11種元素組成的。巧的是,這些元素的含量與海水的重量相比,均大於1毫克/千克。也就是說,在1噸海水中,它們的含量都大於1千克。因而這11種元素被稱為海水的主要溶解成分,它們都屬於微量元素。

根據這些元素在海水的中含量由大到小排列,它們依次為:氯(Cl)、鈉(Na)、鎂(Ng)、硫(S)、鈣(Ca)、鉀(K)、溴(Br)、碳(C)、鍶(Sr)、硼(S)和氟(F)。

需要明白的是,這些元素在海水中的存在形式並不都是物質分子。它們大多以離子的形式存在,其中金屬元素鈉、鎂、鈣、鉀、鍶以陽離子的形式存在;非金屬離子氯根、硫酸根、碳酸氫根(包括碳酸根)、溴根和氟根以陰離子形式存在;隻有硼酸這一元素是以分子的形式存在海水中。

1819年,英國科學家馬塞特投入實踐中,他首先對取自大西洋、北冰洋、波羅的海、黑海和黃海的14個水樣進行分析後,得出鎂、鈣、鈉、氯和硫酸根5種離子之間的比例呈現一定的規律性。1884年,英國科學家迪特馬爾對世界主要大洋和海區的不同深度采集的77個水樣品進行分析後,又進一步補充和完善了海水主要溶解元素的比例關係。

20世紀60年代中期,英國某研究所對世界各大洋及相關海區不同深度的海水洋品進行測定,並得出海洋表層水、中層水和深層水中主要溶解成分的含量。1975年,科學家們對海水中主要溶解成分進行了一次全麵性的總結。

大量的實驗證明,在世界各大洋的海域,盡管海水的含鹽量會隨著海域的不同和海水的深淺而發生變化,但在含量方麵,海水的主要元素之間的比例關係卻近乎恒定。因此,人們在分析海水的主要化學成分時,隻要測定出其中任何一種主要成分的含量,不僅能夠得出海水的鹽度,而且還可以計算出其他主要元素的含量,如此一來,大大省去了海水分析工作的繁瑣程序。海水主要元素之間這種特定的關係,人們把它稱作海水的相對比例定律。

這時或許你會問,海水的主要元素之間為什麼會出現這一恒定比例關係,會不會發生變化?

之所以會出現這種關係,一是由於這些元素在海水中的變化性很小,其性質較為穩定;另一點是由於海水總是處於運動中,海水已經過了上萬次的“攪拌”,混合得已相當充分。但是,並不是所有海域都具備這一特性,例如在近海及河口區,由於大陸河流的影響,河水中的大量物質堆積在海洋中,而使局部海水中的鈣離子、硫酸根和碳酸氯根離子要大於正常海水中該元素的含量。在某些生物生長繁茂的水域,其生物在繁殖過程中吸收鈣和鍶,因而這些水域中的上層鈣和鍶要少於下層的含量。總之,這一問題要靈活一點來看待。

各種化學元素的作用

鉀是植物生長發育必不可少的一種重要化學元素,它是海洋寶庫賜予人類的又一大寶物。海水中的鉀鹽資源非常豐富,但由於鉀的溶解性低,在1升海水中僅能提取380毫克鉀,而且鉀與鈉離子、鎂離子和鈣離子共存,要想它們分離並不容易,從而使鉀的工業開采一直沒有什麼大的發展。目前,已有采用硫酸鹽複鹽法、高氯酸鹽汽洗法、氨基三磺酸鈉法和氟矽酸鹽法等從製鹽鹵水中提取鉀;采用二苦胺法、磷酸鹽法、沸石法和新型鉀離子富集劑從海水中提取鉀。從可持續利用資源角度來看,開發海水鉀資源的意義和前景都是非常遠大的。

溴是一種貴重藥品的主要組成部分,可以生產許多消毒藥品。例如我們都很熟悉的紅藥水,就是溴與汞的有機化合物,溴還可以製成熏蒸劑、殺蟲劑、抗爆劑等。地球上99%以上的溴都分布在寬廣的大海中,故溴有“海洋元素”的稱號。19世紀初,法國化學家發明了提取溴的方法,這個方法也是目前為止工業規模海水提溴的有效方法。此外,樹脂法、溶劑萃取法和空心纖維法這些提溴新工藝正在進一步研究中。溴的用途很廣,但它含有一定的毒性,因此一些農藥和防爆劑對它的使用都有嚴格的控製。

鎂具有重量輕、強度高等特點,它不僅大量用於火箭、導彈和飛機製造業,還可以用於鋼鐵工業。鎂作為一種新型無機阻燃劑,已被運用於多種熱塑性樹脂和橡膠製品的提取加工中。另外,鎂還是組成葉綠素的主要元素,可以促進作物對磷的吸收。鎂在海水中的含量僅次於氯和鈉,位居第三,主要存在形式是氯化鎂和硫酸鎂。從海水中提取鎂並不是一件困難的事,隻要將石灰乳液加入海水中,沉澱出氫氧化鎂,注入鹽酸,再轉換成無水氯化鎂就能做到。運用電解海水的方法也可以從中得到金屬鎂。

鈾是一種高能量的核燃料,是發展核武器和核能工業的重要原料。1000克鈾所產生的能量相當於2250噸優質煤。陸地上的鈾礦很稀少,而海水水體中含有幾十噸的鈾礦資源,約相當於陸地總儲量的2000倍。海水提鈾在技術上是完全可行的。

從20世紀60年代起,日本、英國、聯邦德國等陸續開始從海水中提鈾,並且逐漸總結出多種海水提鈾的方法。以水合氧化鈦吸附劑為基礎的無機吸附劑的研究進展最快。現在人們評估海水提鈾可行性的重要依據,仍是一種采用高分子粘合劑和水合氧化鑽製成的複合型鈦吸附劑。發展到今天,海水提鈾已從基礎研究轉向開發應用研究。日本已建成年產10公斤鈾的中試工廠,一些沿海國家也將建造百噸級或千噸級鈾工業規模的海水提鈾廠這一計劃提到日程上。總的來說,從海水中提取鈾的研究方興未艾,從已有的研究成果來看,海水提鈾有著良好的發展前途。

鋰有著“能源金屬”的美譽,是用於製造氫彈的重要原料,海洋中每升海水含鋰15-20毫克,海洋中的鋰儲量估計有2400億噸。隨著受控核聚變技術的發展,同位素鋰6聚變釋放的巨大能量最終將為人類所用。鋰也是生產電池的理想原料,含鋰的鋁鎳合金在航天工業中占有重要位置。此外,鋰在化工、玻璃、電子、陶瓷等領域也有著廣泛的應用。全世界對鋰的需求量正以每年7%-11%的速度增加,而陸地上鋰的儲量有限,因此海洋必定會成為開發鋰的新領域。

重水在海洋中的含量也較大,是原子能反應堆的減速劑和傳熱介質,也是製造氫彈的原料,如果人類研究的受控熱核聚變技術得到很好的解決,從海水中大規模提取重水的夢想將成為現實,從而大大造福於人類。

除了上述已經形成工業規模生產的多種化學元素外,海水還無私地奉獻給人類其他微量元素,因此我們更應該珍惜海洋的賜予。

海洋藥物

海洋是一個潛力無窮的天然藥源。據估計,目前從海洋生物中提製的藥品達2萬種,可謂是琳琅滿目。海洋藥物按其用途大致可分為心腦血管藥物、抗癌藥物、抗微生物感染藥物、愈合傷口藥物、保健藥物等,有人稱海洋為人類未來的“大藥房”。

海洋生物活性成分的研究

1.海洋天然活性成分的發現

要想開發海洋藥物,首先要對海洋天然活性成分進行研究。海洋生物種類繁多,存在著許多特殊的次生代謝產物。然而,目前對海洋生物中活性成分的發現還處於初級階段,經過較係統的化學成分研究的海洋生物不超過1%,還有大量海洋生物有待於進行係統的化學成分研究和活性篩選。研究重點主要集中在低等的海洋生物上。一般情況下,海洋天然活性成分具有複雜的化學結構,而且含量很低,要想建立快速、微量的提取分離和結構測定方法,以及應用多靶點的生物篩選技術發現新的生物活性成分,對科學家來說是一個不小的挑戰。

2.海洋天然活性成分的結構優化

海洋生物中所含的大量活性天然成分,有的能夠直接進入藥品的研究開發,有的則不可以,因為其中有些成分存在著活性較低或毒性較大等問題。需要將這些活性成分作為先導化合物進一步進行結構優化,如結構修飾和結構改造,使得些成分活性更高、毒性更小,從而再進入到藥品的研究開發中。

3.解決藥源問題

許多海洋天然活性成分的含量較低,原料采集困難,使得該化合物進行臨床研究和產業化受到了一些限製。尋找經濟的、人工的、對環境無破壞的藥源已勢在必行。采用化學合成的方法進行化合物的全合成是解決藥源問題的一個重要方法,現在已經有很多海洋活性天然產物實現了全合成。

發掘新的海洋生物資源

海洋生物資源是一個龐大的有待人們深入開發的資源,環境的多樣性決定了生物的多樣性,同時也決定了化合物的多樣性。發掘新的海洋生物資源已成為海洋藥物研究的一個重要發展趨勢,人們不可輕視。

1.海洋微生物資源

我們知道,海洋微生物種類繁多,其生代謝產物的多樣性也是陸生微生物無法與其項背的。但能進行人工培養的海洋微生物隻有幾千種,還未超過總數的1%。目前為止,以分離代謝產物為目的而被分離培養的海洋微生物就少之又少。由於微生物可以經發酵工程大量獲得發酵產物,使藥源獲得了良好的保障。此外,海洋共生微生物有可能是其宿主中天然活性物質的真正產生者,具有較大的研究意義。

2.海洋罕見的生物資源

分布在深海、極地以及人煙稀少的海島上的海洋動植物,含有某些特殊的化學成分和功能基因。在6000米以下海洋深處,曾發現具有特殊的生理功能的大型海洋蠕蟲,在水溫高達90℃的海水中仍有細菌存活,這給生物的研究提供了一個新的參考。

3.海洋生物基因資源

在自然界,海洋生物活性代謝產物是由單個基因或基因組編碼、調控和表達獲取的。獲得了這些基因就代表著可以獲得這些化合物。海洋藥用基因資源的研究將大大有利於新的海洋藥物的研究和開發。

海洋生物基因資源細分為以下兩種:

(1)海洋動植物基因資源:包括活性物質的功能基因,如活性肽、活性蛋白就屬此類。

(2)海洋微生物基因資源:包括海洋環境微生物基因及海洋共生微生物基因。

4.海洋天然產物資源

人類對海洋天然產物的研究已有數十年的曆史,並從中積累了相當豐富的研究資料,為海洋藥物的開發提供了充足的科學依據,它的意義十分重大。

(1)對已經發現的上萬種海洋天然產物,采用多靶點的方式進行篩選,發現新的活性。

(2)對已經發現的海洋天然產物進行一些,如結構修飾或結構改造。

(3)使用組合化學或生物合成技術,衍生更多的新型化合物,從中篩選出新的活性成分。

5.海洋中藥資源

中藥是我國傳統醫藥的主要代表之一,海洋中藥則是我國中藥寶庫的不可或缺的組成部分,是一種民間長期用藥經驗的總結。曆代本草中經現代臨床實踐證明療效確切的海洋藥物有110多種,是尋找先導化合物和開發海洋藥物的重要資源。從海洋中藥開發新藥具有針對性強、見效快、周期短等優點,發展前景樂觀。

海洋藥用生物價值

現知海洋藥用生物達1000種以上,分別隸屬海洋細菌、真菌、植物和動物的各個門類。它們對人體和其他動植物具有良好的藥效價值。

海洋藥用植物:目前已發現100多種海洋藥用植物,它們多分布在藍藻門、綠藻門、褐藻門、金藻門、甲藻門和紅藻門。我國最早的藥學專著《神農本草經》記載海藻:“味苦寒,主癭瘤氣,頸下核,破散結氣,癰腫症瘕堅氣。”《本草綱目》中記載:“(紫菜)主治心熱煩躁,癭結積塊之痰,宜常食之。”海帶的提取物和製劑有緩解心絞痛、鎮咳、平喘的功效,對高膽固醇、高血壓、動脈硬化症有很好的治療效果。

海洋藥用動物:海洋藥用動物現知在1000種以上,研究較多的有腔腸動物、海洋軟體動物、海洋節肢動物、海洋棘皮動物、海洋魚類、海洋爬行動物和海洋哺乳動物,幾乎包括的了所有門類。

藥用腔腸動物:現知的數量有數十種,分布在水螅蟲綱、缽水母綱和珊瑚蟲綱中。如《本草綱目拾遺》中指出:白皮子(指海蜇)“味鹹澀,性溫,消痰行積,止帶祛風”,用於高血壓、婦女勞損、帶下、小兒風熱、氣管炎、哮喘、胃潰瘍等。柳珊瑚的前列腺素衍生物,可用於節育、分娩、人工流產、月經病、胃潰瘍和氣喘,此外還能夠調節血壓和新陳代謝。

藥用軟體動物:世界上有數百種,中國已知的有130多種,多分布在多板綱、雙殼綱、腹足綱和頭足綱。如我國傳統醫學經典著作《黃帝內經》中,記載有以烏(即烏賊)骨作丸、飲以鮑魚汁治療血枯。《神農本草經》記載近江牡蠣等6種海洋藥用軟體動物。貽貝(俗名淡菜)能養腎清補、降低血壓、抗心律失常。珍珠具有鎮驚安神、養陰熄風、清熱解毒、養顏美容、延緩衰老等多種功效。

藥用節肢動物:最受關注的是軟甲綱中十足目的種類,主要包括蝦類、寄居蟹類和蟹類,以及肢口綱中的鱟類。如寄居蟹有清熱散血、滋陰補腎、壯陽健胃、除濕熱、利小便、破瘀解毒、消積止痛、抑製膽固醇等功效,而且含有一定的抑瘤成分。對蝦有補腎壯陽、健脾化痰、益氣通乳等功效,可以用來治療腎虛陽痿、腰酸膝軟、中風後半身不遂、氣血虛弱、產後乳汁不下等症。據藥典介紹,鱟肉能治療痔瘡、殺蟲、治紅眼、青光眼等,鱟膽可治風癩,鱟殼尾刺燒成灰能治積年呷咳、高燒和婦科疾病,現已廣泛應用於臨床和製藥工業。

藥用棘皮動物:現知數量有數十種,研究較多的是海參綱、海膽綱和海星綱中的種類。如刺參有和胃止痛、消腫排膿的功能,可以用來治療治神經衰弱、消化不良、子宮脫垂、白帶過多、陽痿等症。紫海膽有製酸止痛、清熱消炎的功效,用於胃及十二指腸潰瘍、甲溝炎等。由陶氏太陽海星和羅氏海盤車製成的海星膠代血漿,具有良好的治病效果。

藥用魚類:現知的有數百種,中國有200種以上,主要分布在圓口綱、軟骨魚綱和硬骨魚綱三個綱。如海洋魚類普遍含有廿碳五烯酸,這種成分具有防治心血管疾病的功能。鯊魚中的角鯊烯有抗癌的用途。海馬、海龍是著名的強壯補益中藥,具有補腎壯陽、散結消腫、舒筋活絡、止血止咳等功能,主治神經衰弱、婦女難產、乳腺癌、跌打損傷、哮喘、氣管炎、陽痿、疔瘡腫毒、創傷流血等。鯔和鯪有健脾益氣、消食導滯的功用,對消化不良、小兒疳積、貧血等有特效。

藥用爬行動物:目前已知的有數十種,包括海蛇類和海龜類。如玳瑁為名貴中藥,具有定驚、清熱解毒之功,適應於治熱病神昏、譫語、驚厥等症。海蛇類均有藥用價值,海蛇肉能滋補強壯,海蛇膽有行氣化痰、清肝明目等效能,海蛇血能補氣血、壯筋骨,海蛇油用於治療凍傷、燙傷、皮膚皸裂,海蛇酒有驅風活血、止痛等作用。海龜具有滋陰潛陽、柔肝補腎、清火明目、祛風除濕、止咳化痰的效果,可用於陰虛陽亢、熱病傷陰虛風動、風濕痹證、關節疼痛、咳嗽等症的治療。

藥用哺乳動物:中國現知的藥用哺乳動物有十多種,主要分布在的鯨目和鰭腳目。如真海豚的脂肪、肝、腦垂體、胰、卵巢等都是寶貴的藥材,能提製抗貧血劑、胰島素,以及催產素和促腎上腺皮質激素等多種激素。斑海豹雄性的陰莖和睾丸入藥(即海狗腎),有補腎壯陽、益精補髓的功效,主要用於虛損勞傷,腎精衰損所致的陽痿、滑精、精冷、腰膝冷痛或酸軟等;脂肪入藥(即海狗油)有潤滑肌膚、解毒的效用,用於治皮膚皸裂、凍傷等;肝和膽對肋膜炎有很好的治療效果。

遼闊的海洋是尚待人類開發的資源寶庫,也是極其誘人的藍色藥庫。在未來世紀,海洋藥物開發必將登上一個新的台階。

奇妙無窮的海洋世界

不可思議的藍色星球

在太陽係傳統的九大行星中,地球具有“得天獨厚”的優勢。地球的大小和質量、地球與太陽的距離、地球繞太陽運行的軌道以及自轉周期等因素相互的作用和配合,使得地球表麵大部分地區的平均溫度保持在15℃,剛好適中,以致它的表麵同時存在著三種狀態(液態、固態和氣態)的水,而且地球上的水大多數是以液態海水的形式彙聚於海洋之中,形成一個全球規模的含鹽水體-世界海洋。在太陽係中,地球是唯一一個擁有海洋的星球,“水的行星”之稱也由此而來。

海色和水色

乍一看,海色和水色這兩個詞是同樣的意思,其實它們是兩個完全不同的概念。

海色是指人們所看到的大麵積的海麵顏色。熟悉大海的人都知道,海色會因天氣狀況的變化而變化。當風和日麗、晴空萬裏時,海麵會呈現出蔚藍的顏色;當旭日東升、朝霞映輝之下,或者夕陽西下、光輝反照之際,大海看起來會是金燦燦的;而當陰雲密布、風暴來襲時,海麵又顯得陰沉晦澀,一片暗暗的深藍色。當然,這種受天氣狀況影響而造成的視覺印象隻是一種表象,它並不代表海洋水顏色的真實麵貌。

水色是指海洋中的水本身所呈現的顏色。它是海洋水對太陽輻射能的選擇、吸收和散射現象綜合作用的結果,它不會受天氣變化的影響。平時,我們所看到的陽光,是由紅、橙、黃、綠、青、藍和紫七種顏色的光合成的。由於顏色不同,其光線、波長也不相同。而海水對不同波長的光線,無論是吸收還是散射,都具有較強的吸收性。在吸收方麵,進入海水中的紅、黃、橙等長波光線,在30-40米的深度時,幾乎全部被海水吸收,而波長較短的綠、藍、青等光線,尤其是藍色光線,則不容易被吸收,且大部分會反射到海麵上;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,當藍色遇到水分子或其他微粒時就會四麵散開,或反射回來。正是因為這個原因,從太空看,地球就成了美麗的藍色“水球”。

藍色星球

海洋水體的透明度及水色,是由海水本身的光學特性決定的,它們與太陽光有著密切的關係。一般情況下,太陽光線越強,海水透明度越大,水色就越高(科學家按海水顏色的不同,將水色劃分為不同等級,以確定水色的高低),光線透入海水中的深度也就越深。反之,太陽光線越弱,海水透明度就越小,水色就越低,透入海水中的光線也就越淺。所以,隨著透明度的逐漸降低,海洋的顏色通常會由綠色、青綠色轉變為青藍、藍、深藍色。

此外,海洋水中懸浮物的性質和狀況,也會影響海水的透明度和水色。大洋部分,水域遼闊,懸浮物較少,且顆粒細小,透明度較大,水色一般會呈現出藍色。接近陸地的淺海海域,由於大陸泥沙混濁,懸浮物較多,且顆粒較大,透明度較低,水色在大多時候呈綠色、黃色或黃綠色。

從地理分布的角度看,大洋中的水色和透明度會因為緯度的不同而出現差異。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,海水一般不會顯得那麼藍。當然,海水所含鹽分或其他因素,對水色也會有一定影響。海水中的鹽分較少,水色多為淡青;所含鹽分較多,就會顯得非常藍。

海洋漫談

或許你還不知道,在深不見底的海洋裏,潛伏著比珠穆朗瑪峰的高度還要深得多的海溝,流淌著亞馬遜河都自歎不如的河流。海洋是那麼神秘而多姿多彩。

經過大量的調查、探測和計算,人們得知地球是一個扁圓狀球體。赤道半徑稍長,平均為6378公裏,極地半徑稍短,平均為6357公裏。地球的平均半徑為6371公裏。在總麵積達5.1億平方公裏的地球上,海洋擁有3.61億平方公裏的麵積,平均水深為3.8公裏。而陸地的平均高度則隻有0.84公裏,與海洋無法相比。假如地球是一個平滑的球體,將海洋水平鋪在地球表麵,世界上將會出現一個深達2440米的環球大洋!

在地球的南北兩半球,海陸的分布並不平衡。北半球海洋占61%,陸地占39%;南半球海洋占81%,陸地僅占19%。這一分布特點對地球熱量的分配起著重要的作用,影響著全世界的氣候變化。海洋與地球上的氣候息息相關,它調節著大氣的溫度和濕度。海洋中的藻類每年約產生360億噸氧氣,占大氣含氧量的3/4,同時吸收占大氣約2/3的二氧化碳,從而保持了大氣中氣體成分的平衡,使地球上的生命一代代進化和繁衍生息。

生活中,大多數人都習慣將地球上的連續水域稱為世界海洋。實際上,海洋是“海”和“洋”的總稱,“海”和“洋”是兩個不同的概念。通常,人們將深度在2000-3000米以上,離大陸比較遠且麵積遼闊,有獨立的潮汐和海流係統,溫度、鹽度、密度、水色、透明度等水文條件較為穩定,不受大陸影響的,稱之為“洋”;而離大陸較近,深度較淺,一般在2000-3000米以下,水文條件由於受大陸影響,會產生明顯的季節變化的,人們稱之為“海”。與洋相比,海要小得多,僅占海洋總麵積的11%。

深厚的海水,使人類難以真正認識深海底部,以至於在人類早就踏上月球的今天,仍然無法在海洋底留下足跡。但是人類對深海的興趣,遠未減退,因為它有著許多未知的秘密。

帶著對海洋的熱愛與好奇,讓我們一起去深入探索這個幽深而富饒的神秘世界、完整地呈現海洋的壯美遼闊!

最初的海洋

海洋是怎樣形成的?海水是從哪裏來的?近兩個世紀以來,人類有關海洋起源與演化問題的知識已取得很大進展。下麵,我們就一起進入原始海洋世界中,感受海洋的神秘與美麗。

原始海洋的形成和演變

廣闊的海洋美麗而又壯觀,但你是否知道,地球最初形成的時候,並沒有河流和海洋,大氣層裏的水分也很少,即使有一些,也隨著其他氣體分子蒸發了。地球上後來的水是與原始大氣一起由地球內部產生的。在早期,地殼才固結不久,地球內部全是“岩漿海洋”,火山噴發此起彼伏,帶出了大量的水汽直衝九霄,聚集成無比巨厚的雲層。隨著地球逐漸變冷,當水蒸氣超過其飽和點時,就開始凝結成水滴、冰晶。從而就引發了“排山倒海”的狂風暴雨,一“下”就是幾百年、幾千年。雨水不停地流向低窪處,年複一年,日複一日,原始海洋就這樣誕生了。此時的大洋水不僅嚴重缺氧,而且含有大量的火山噴發酸性物質,如HCL、HF、CO2等,具有較強的溶解能力。根據科學家對化石的研究,大約在39億年前就形成了原始海洋。

從規模上來看,原始海洋的麵積遠沒有現代海洋這麼大。據估算,它的水量隻有現代海洋的10%左右。後來,由於貯藏在地球內部的結構水的加入,原始海洋才逐漸壯大,形成了蔚為壯觀的現代海洋。原始海洋中的水不像現代海水一樣又苦又鹹。現代海洋海水中的無機鹽,主要是通過自然界周而複始的水循環,由陸地帶入海洋而逐年增加的。可是,原始海洋中的有機大分子非常豐富,是現代海洋所無法企及的。

生命來自海洋

關於生命的起源,有多種不同版本的說法,最具代表性的有“團聚體說”、“類蛋白微球體說”、“來自星際空間說”等,每種假說都有一個共同之處,那就是都與水有關。

自古以來,生命的起源一直是生命學家所熱衷的研究課題。現代科學的研究普遍認為生命起源於海洋,原因有二:一、水是生命體的重要組成和進行生命活動的基礎物質;二、海洋為生命的誕生和繁殖提供了天然的庇護場所,豐富的海水能有效地遮擋紫外線,避免生命遭受損傷。

39億年前誕生的生命,其概念隻是單細胞生物,和現代細菌有著相似的結構。它們經過了1億年的漫長演變,逐漸進化成為最原始的藻類-單細胞藻類,這就是最原始的生命。這些原始藻類不斷地繁殖,進行大量的光合作用,吸收二氧化碳釋放氧氣,為生命的進化提供了有利條件。

就這樣,原始的單細胞藻類又經過億萬年的進化,變成原始的海洋動物,如水母、海綿、蛤類、珊瑚、三葉蟲、鸚鵡螺等,而脊椎動物的出現相對來說較晚,大約是在4億年前。

那麼,生物又是怎樣出現在陸地上的呢?由於月球對地球巨大引力的作用,海洋出現潮汐現象。由於漲潮的時候水位上升,海水不斷地拍擊、衝刷海岸,就會將一些生物衝到岸上;退潮時,大片的淺灘又暴露在陽光下。這樣在海陸交界處就形成了一條潮間帶。與此同時,臭氧層逐漸形成,這樣就阻擋了紫外線對陸地的直射,為海洋生物的登陸創造了條件,原先生活在海洋中的某些生物,經曆潮漲潮落的不斷磨練後,一些生物就慢慢適應了陸地的生活。當然,也會有一些原始的生命在這個過程死去,而經過無數嚴酷考驗最後留在陸地上的生命,就會不斷為適應新環境而進化。約在2億年前,爬行類、兩棲類、鳥類相繼出現,地球上生命的種類開始多樣化。

地球上所有哺乳動物都是在陸地上誕生的。後來由於自然條件的變化等原因,它們中的一部分又重新回歸到海洋中,如鯨和豚。還有一部分在經過自然界的眾多劇變後,仍然頑強地存活在陸地,並逐漸發展壯大。直到300萬年前,作為高級的生命體人類便誕生了。因此,研究生命起源的學者把海洋稱作“生命的搖籃”。

海洋與氣候

海洋是地球上決定氣候發展的主要因素之一。它通過與大氣的能量物質交換和水循環等作用在調節和穩定氣候上發揮著決定性作用,被稱為地球氣候的“調節器”。

海洋的氣候調節功能

地球上的氣候變化莫測,其最主要的原因是大氣受熱的狀況和大氣中所含水汽的多與少。地球上的熱量來自太陽,這種說法並沒有錯。但前提條件是,它必須要經過海洋這個“調節器”才能影響地球氣溫,使地球溫度發生變化。

太陽光以短波輻射的方式照到地球,當它通過大氣時,隻能一小部分被大氣直接吸收,大部分則照射在地球表麵,使地球表麵溫度增高。地球表麵增溫後,會不斷向外發出輻射,這種輻射和太陽的短波輻射不同,不發光,隻發熱,屬於長波輻射,也叫熱輻射。這種長波輻射正是大氣層容易吸收的,因而大氣溫度提高。

海洋占地球麵積的2/3,它是大氣熱量的主要供應者;同時,海水的熱容量比空氣大得多,1cm3的海水溫度降低1℃放出的熱量,可使3000cm3的空氣溫度升高1℃。海水是透明的流體,太陽可以照射到較深的地方,使相當厚的水層貯存著熱量。如果全球100米厚的表層海水降溫1℃,釋放的熱量就能夠使全球大氣增溫60℃。所以,海洋長期積蓄著的大量熱能就像是一個“鍋爐”,通過能量的傳遞,對天氣與氣候產生一定的影響。

大氣中的水蒸氣主要來自於海洋。海水在蒸發時,會將大量水汽散發到大氣,海洋的蒸發量占地表總蒸發量84%左右,海洋平均每年可以把3.6萬億立方米的水化為水蒸氣。空氣中的水蒸氣含量多了,就會使空氣變得輕薄、新鮮些。

同時,海洋能夠吸收大氣中40%左右的二氧化碳,降低人類活動對環境造成的影響,能夠有效抑製全球變暖。

根據以上所述不難看出,海洋是地球大氣熱量和水汽的主要供應者。海洋的熱狀況和蒸發情況,直接影響著大氣的熱量和水汽的含量與分布。因此,說海洋是地球氣候的“調節器”一點都不誇張。

氣候對海洋的影響

反過來講,氣候變化也會對海洋產生重要的影響。氣溫上升會導致海平麵和海水溫度升高,而海洋大量吸收二氧化碳,則會增強海水的酸性,這些都會對海洋和海岸生態係統造成破壞,珊瑚白化、珊瑚礁死亡、小島嶼遭淹沒等一係列問題都與此有著重要聯係。可見,氣候對海洋的影響是非常大的。就拿印度尼西亞來說,該國海洋事務和漁業部部長曾表示,在未來幾十年裏,印尼的很多島嶼將會因為海平麵上升而沉入海中。也有環境學家稱,如果人類不馬上投入行動,地球上的珊瑚礁將在20世紀末全部消失,這絕對不是危言聳聽!

此外,氣候變化還會使海洋的氣候模式與洋流發生改變,從而加大海洋災害的程度。尤其是海水酸化後發生倒灌,進入陸地後會對河口、入海口等生態係統造成不利的影響。可見,保護環境,勢在必行,這是所有地球人共同的責任!

波浪的形成

海洋上的波浪,其壯麗的造型美不勝收。它時而隆起,時而翻滾,時而拍打著海岸……可謂是海上的一大奇景。

海上波浪的形成

波浪是如何形成的呢?在自然界,海水受風的作用和氣壓變化等影響,促使它難以維持原有的平衡狀態,而發生向上、向下、向前和向後方向運動,便形成了海上的波浪。波浪起伏活動具有規律性、周期性。當波浪向岸邊湧進時,由於海水越來越淺,下層水的上下運動受到了阻礙,受物體慣性的作用,海水的波浪一浪疊一浪,越湧越多,一浪高過一浪。與此同時,隨著水深的變淺,下層水的運動受到的阻力越來越大,最後它的運動速度慢於上層的運動速度,受慣性的影響,波浪最高處向前傾倒,拍打在礁石或海岸上,便會濺起碎玉般的浪花。

海浪根據其所帶來的後果,大概可分為破壞性及建設性兩種類型。

先來說說破壞性海浪。這種類型的波浪通常與高能量的環境和陡斜的海岸帶有關。岩石嶙峋的海岸線通常會因暴露於巨浪及高潮而遭受侵蝕。

在沙灘上,破壞性海浪通常會帶來嚴重的後果,它會使沙灘退減。因為回流(向海)比衝流(向陸)要有力得多,會將更多的物質帶回海中。

建設性海浪即“崩頂”或“激散”碎波。與破壞性海浪相反的是,它會建成海灘,因為衝流在運送物質時比回流更有效。此種類型波浪的形成與平坦的海岸帶和低能量的海岸密切相關。

值得一提的是,海岸地形不僅受地貌營力左右,還受地質情況影響,如岩石類別及地質構造。地質構造加上岩石不同的抗風化及侵蝕能力,令海岸出現不規則的形態,例如岬角、港灣、海蝕柱及海蝕拱,它們的特征較為突出。

波浪要素

波浪的基本要素有:波峰、波穀、波頂、波底、波高、波長、波陡、周期、波速等統稱為波浪要素。通常情況用它們來表示波浪的大小和形狀。

波峰:指靜水麵以上的波浪部分。

波穀:指靜水麵以下的波浪部分。

波頂:指波峰的最高處。

波底:指波穀的最低處。

波高:指相鄰的波峰和波穀間的垂直距離。

波長:指兩個相鄰波頂間的水平距離。

波陡:指波高與半個波長之比。

波浪周期:指兩個相鄰的波峰或波穀經過同一點所需要的時間。

波速:指在單位周期時間內波浪傳播的距離,表示波浪移動的速變,等於波長與波浪周期之比值。

洋流

相信有很多人都見過海洋,即使沒有親眼看到,也都通過電視、電影有所了解。現在我們可以想象一下,站在海邊,眺望遠處海麵,我們能感受到寧靜;但看向近處海岸,海水不斷地衝刷著沙灘,或輕輕地拍打著岸邊的礁石。從遠處和近處的差別,能看出海水並不是那麼平靜,而是時刻都處在運動中。其中,洋流是海水運動的主要方式之一。

洋流的形成

洋流也稱海流,是海洋中以水平方向流動著的巨大水體,它具有一定的規律性與穩定性。洋流的形成原因有很多,主要是因為長期定向風的推動。世界各大洋的主要洋流分布與風帶有著密切的關係,但洋流流動的方向和風向一致,在北半球向右偏,南半球向左偏。在熱帶、副熱帶地區,北半球的洋流基本上是圍繞副熱帶高氣壓作順時針方向流動,在南半球作逆時針方向流動。值得一提的是,由於每條洋流始終都是沿著固定的路線流動,因此,在無線電通訊尚未發明以前,航海者和遇難的船員常利用洋流來傳遞信息。他們將寫好的信密封在瓶子或其他容器裏,放入海洋中,讓洋流把它帶來其他地方。

洋流可分為寒流和暖流兩種。所謂寒流,簡單來說,就是從高緯度流向低緯度的洋流。環南極洋流,是在西風推動下由西向東環繞非洲、南美洲和澳大利亞與南極間的廣闊海域流動的洋流,屬於寒流。它不會受到大陸的阻礙,隨風自由漂流,所以又稱西風漂流。這股洋流寬約300-2000公裏,表層流速每小時1-2公裏,是世界大洋中規模最大的寒流,也是最大的洋流。冷洋(寒流流經區域)在與周圍環境進行熱量交換時,吸收大量熱能,使洋麵和它上空的大氣失熱減濕。例如,北美洲的拉布拉多海岸,由於受拉布拉多寒流的影響,水麵一年有9個月都處於凍結狀態。寒流經過的區域,大氣比較穩定,降水量較小。像秘魯西海岸、澳大利亞西部和撒哈拉沙漠的西部,就是由於沿岸有寒流經過,導致當地氣候幹旱少雨,形成沙漠。

而暖流則是從低緯度流向高緯度的洋流。墨西哥灣暖流(簡稱灣流),是世界上最強大、影響最深遠的一支暖流。該暖流在佛羅裏達海峽流過時,流速可達每晝夜130-150公裏。它寬約150公裏,深約800米,表層水溫達27℃-28℃,總流量每秒7400-9300萬立方米,幾乎是全世界河流總流量的60倍!暖流攜帶的大量熱能,使北美東部沿海一帶和歐洲西北部的氣候顯得溫暖濕潤。如緯度較高的英國、挪威等國港口,能夠終年不封凍,甚至使位於北極圈內的摩爾曼斯克港也成為不凍港。再如,對我國東部沿海地區的氣候影響重大的“黑潮”,是北太平洋中的一股強大的、較活躍的暖性洋流。它流經東海時,夏季表層水溫達到30℃左右,比同緯度相鄰的海域高出2℃-6℃,比我國東部同緯度的陸地亦偏高2℃左右。黑潮不僅提到了沿海地區的溫度,還為我國的夏季風增添了大量水汽。根據研究資料表明,氣溫相對低而且氣壓高的北太平洋海麵吹向我國的夏季風,隻有經過黑潮的增溫加濕,才會給我國東部地區帶來充沛的降水和熱量,才會使我國東部地區受夏季風影響,並形成夏季高溫多雨的氣候特點。

洋流之所以會影響氣候變化,主要是通過氣團活動而發生的間接影響。因為洋流是它上空氣團的下墊麵,它能使氣團下部發生變性,氣團運動時便會將這些特征帶到它所經過的區域,使氣候產生變化。通常來說,隻要有暖洋經過,當地的氣候就會比同緯度的地方溫暖;隻要是冷洋流經過的沿岸,氣候比同緯度的地方寒冷。這就是洋流帶來的氣候變化。

正是由於洋流一直在不停地運動,南來北往,川流不息,對高低緯度間海洋熱能的輸送與交換,對全球的熱量平衡起著重要作用,從而幫助調節地球的氣候。

大洋環流

眾所周知,人和動物的體內都有血液,血管遍布全身,靠它來生命所需物質,維持身體健康。但你可能不知道,海洋也流淌著血液。打開一張海流圖你會發現,上麵那些像蚯蚓般的曲線,代表著海水流動的大概路線。它們首尾相連,反複循環,其實這就是大洋環流,人們形象地將它稱為“海洋的血液”。

大洋中的洋流規模非常大,它的流動形式也是多種多樣,除表層環流外,還有在下層裏暗自流動的潛流、由下往上的上升流、向底層下沉的下降流等。由此可知,洋流並不都是朝著同一方向流動的。在北太平洋,表層有一個順時針環流外,在南太平洋還有一個反方向的環流。它們由南赤道流、東澳大利亞梳、西風漂流和秘魯海流組成的逆時針方向的環流。在大西洋的南部和北部也各有一個環流,規模形式與太平洋相差無幾。北大西洋環流由北赤道流、墨西哥灣流、北大西洋流和加那利海流組成;南大西洋環流由南赤道流、巴西海流、西風漂流和本格拉海流組成。印度洋有著與以上兩大洋明顯的區別,它隻在赤道以南有個環流,位於印度洋中部赤道以北,洋域太小,又受陸地影響,所以環流長年不穩定。由於季節變化,印度洋北部的洋流方向,在夏季是從東向西流,並在孟加拉灣和阿拉伯海形成兩個順時針的小環流;冬季則相反,洋流由西向東流。北冰洋由於地理位置較特殊,且受大西洋洋流的支配,因此隻有一個順時針的環流。

那麼,為何會形成大洋環流呢?風、大洋的位置、海陸分布形態、地球自轉產生的偏向力(稱為科氏力)等都施加了影響,可以說是多種因素綜合在一起的結果。大風不僅會掀起浪,還能吹送海水成流。常年穩定的風力作用,可以形成一支勢頭旺盛的海流。長久不停息的赤道流,就是被信風帶吹刮的偏東風而形成的。穩定的西風漂流,則要歸功於強有力的西風帶。所以,海洋表層流又被稱作是“風海流”。但是,大洋環流形成的“環”,並不都是風的作用。大陸的分布和地轉偏向力的作用,也是不容忽視的。當赤道流一路西行,來到大洋西部時,大陸阻擋了它前進的方向,此時它有兩種選擇,一是原路返回東岸,二是繞過去。但是,由於“後續部隊”洶湧澎湃、源源不斷地跟進來,全部返回是很難的,隻好分出一小股潛入下層返回,成為赤道潛流;其他大部分隻能轉彎另辟蹊徑,繼續前進。究竟該往哪裏轉彎呢?這時,地轉偏向力為它提供了幫助。在地球的北部,洋流受地轉偏向力的作用,會向右轉,而在地球的南部則使它向左轉。加上大陸的阻擋,水到渠成,大部分洋流便會向極地方向彎曲。在洋流向極地方向進軍的過程中,地轉力一刻也沒有停歇,拉偏的勁頭越來越足,大約到緯度40°時,強大的西風帶與地轉偏向力形成合力,使海流成為向東的西風漂流。同樣的道理,西風漂流到大洋東岸附近,必然會向赤道流去,從而就形成了一個大循環。

海嘯

海嘯是海浪的一種特殊形式,它是由火山,地震或風暴引起的。海嘯波在大洋中不會妨礙船隻的正常航行,但在靠近海岸的地方卻能量集中,威力巨大。

海嘯概況

在這個藍色的星球上,大海的力量是一切自然力量中最令人捉摸不透的。在古希臘神話中海神波賽東主宰著海洋,他總是手握一把叉子,乘風破浪而來,狂風暴雨,山崩海嘯,破壞力極強。從古至今,來去神秘而又致命的海嘯一次又一次襲擊人類,排山倒海般的海水淹沒城市,吞噬生命。究竟是什麼原因使海嘯如此猖狂?

海嘯與一般的海浪不同,它通常是由海底地震、火山爆發和水下滑坡等所引起的。和風驅動的海浪相比,地震海嘯的周期、波長和傳播速度都要大上幾十倍或上百倍。所以,海嘯的傳播特點以及它對海岸的影響均與風驅動產生的海浪有著很大的區別。一般的海浪,其波長為幾米到幾十米,波長周期約為幾秒,傳播速度也很慢。然而海嘯的波長可達幾百公裏的海洋巨波,不管海洋有多深,波都可以傳播過去,海嘯在海洋的傳播速度大約每小時500-1000公裏,而相鄰兩個浪頭的距離也可能遠達500-650公裏,大致相當於波音747飛機的速度。當海嘯波進入大陸架後,由於深度變淺,波高突然增大,由此而卷起的海濤波高可達數十米,看起來就像是一堵“水牆”。

雖然傳播速度快,但在深水中海嘯並不會帶來什麼危險。海嘯是靜悄悄地不知不覺地通過海洋,然而如果出其不意地發生在淺水中,就會帶來很大的災難,對人類的生命和財產造成不可挽回的損失。

海嘯的類型

根據其機製,海嘯可分為兩種類型,一種是“下降型”海嘯,一種是“隆起型”海嘯。下麵分別作以介紹。

“下降型”海嘯:某些斷層地震引起海底地殼大幅度急劇下降,海水會以最快的速度向突然錯動下陷的空間湧去,並在其上方出現海水大規模積聚,當湧進的海水在海底遭遇阻力後,就會翻回海麵產生壓縮波,形成長波大浪,並向四周傳播與擴散,這種下降型的海底地殼運動所產生的海嘯在海岸首先表現為異常的退潮現象。也就是說,如果退潮現象出現異常,很有可能就是海嘯的一種預警信號。1960年5月,智利中南部的海底發生強烈的地震,其所引發的巨大海嘯就屬於此種類型。

“隆起型”海嘯:某些斷層地震引起海底地殼大幅度急劇上升,海水也會隨著隆起的部分一起向上升,並在隆起區域上方積聚大量海水,在重力作用下,海水必須保持一個等勢麵以達到相對平衡,於是海水從波源區向四周擴散,形成洶湧巨浪。這種隆起型的海底地殼運動形成的海嘯,在海岸最為突出的表現就是異常的漲潮現象。1983年5月26日,中日本海發生7.7級地震,其所引起的海嘯就是這一類型。

世界海嘯知多少

據相關資料表明,海洋發生的大地震造成海嘯的大約占1/4。曆史上,許多國家都曾遭受過海嘯的侵襲。

公元前16世紀,在希臘的基克拉澤斯群島最南端,桑托林島火山發生了一次極為猛烈的火山噴發,火山噴發後隻有桑托林島和一些小島孤獨地矗立在愛琴海中。據後來的研究表明,此次由火山噴發引起的海嘯巨浪高出海平麵90多米,並波及到300公裏外的尼羅河。

1498年9月20日,日本東海道出現最大波高20米的地震海嘯,在伊勢灣衝毀上千座建築,死亡人數達5000多人。在伊豆,海浪侵入內陸達2000米多,伊勢誌摩地區災情十分嚴重。

1755年11月1日,葡萄牙首都裏斯本附近海域發生強烈地震後不久,海岸水位逐漸退落,最終露出整個海灣底。此時,人們禁不住好奇心的誘惑,紛紛到海灣底“探險”。然而沒過幾分鍾,波峰到來,滔天巨浪衝上海岸,吞噬了幾萬條生命,城市也被淹沒。西班牙瀕臨大西洋的海港加的斯也遭到了10米巨浪的襲擊。此次海嘯還席卷了周邊多個國家的群島。

1783年2月5日,地中海一個名叫墨西拿的海峽發生大震,海嘯和洪水隨之而來,使墨西拿城陷於滅頂之災。同年4月8日,該地再次遭遇地震,經過兩個月的折磨,直接死於地震和海嘯的達3萬餘人。1908年12月28日,墨西拿海峽又一次發生7.5級地震,同時引發海嘯,當地8.5萬人失去生命。

1883年8月26日和27日,印度尼西亞喀拉喀托火山噴發,將20立方公裏的岩漿噴到蘇門答臘和爪哇之間的巽他海峽。當火山噴發到最高潮時,岩漿噴口倒塌,引發了一次巨大海嘯。爪哇梅拉克的海浪高達40餘米,蘇門答臘的直落勿洞巨浪也高達36米,造成3.6萬人死亡。

1896年,日本三陸地區發生海嘯,雖然這次海嘯沒有發生直接的地震災害,卻使2.7萬人喪失性命。著名的日本關東大地震引發的海嘯也十分驚人,造成8000餘艘船隻沉沒,5萬多人淹死,並使沿岸大小港口無法正常使用。

1946年4月1日,夏威夷發生大海嘯。45分鍾過去後,滔天巨浪首先向阿留申群島中的尤尼馬克島伸出了“魔爪”,徹底摧毀了一座架在12米高岩石上的水泥燈塔和一座架在32米高的平台上的無線電差轉塔。之後,海嘯以極快的速度向南掃去,摧毀了夏威夷島上的488棟建築物,159人遇難。

1960年5月,智利的地震海嘯導致數萬人死亡和失蹤,沿岸的碼頭全部無法正常使用,200萬人流離失所。這次災難不僅波及利智,還使美國、日本、俄羅斯、中國、菲律賓等許多國家與地區,都在一定程度上受到了影響。

1978年7月17日,距離巴布亞新幾內亞西北海岸12公裏的俾斯麥海區發生了裏氏7.1級強烈地震。20分鍾後發生5.3級餘震。之後一切似乎慢慢回到平靜,但誰也沒有料到接下來會發生更大的災難。巨大的轟隆聲由遠而近,很多村民以為隻是一架噴氣式飛機飛臨,都紛紛出來看熱鬧,轉眼間,一股巨浪橫掃而來,它足有20公裏長、10米高,綿延橫亙在西薩諾瀉湖與海灘之間的7個村莊頓時消失不見。僅短短的幾分鍾,西太平洋這人間仙境變成了可怕的地獄。1萬人中生還者不超過3000人。

海洋是賜予人類生命的源泉,但在它平靜的外表下隱藏著狂暴和無情。災難警醒我們,應該記住血的教訓,加快科學研究,摸清海洋的“脾氣”,從而與海洋和諧相處。

從遐想到探索

在這個美麗的星球上,幾乎所有的國家都有過“創世”的神話,而這些神話大多數都與海洋有關。

西伯利亞-阿爾泰的創世神話

最初的時候,地球上除了水之外,什麼也沒有。上帝和魔鬼那時候的體形像極了鵝,它們每天都漂浮在原始海洋上。

魔鬼總想飛上來,但它每次準備飛的時候反而會沉入海底,幾乎快要窒息,於是隻好求助上帝。上帝運用法力使一塊從海裏升起,再讓魔鬼從海底抓一把土,接著說:“讓世界成形吧。”話音剛落,這把土就開始慢慢變大、變硬。但魔鬼非常有心計,它在給上帝抓土的時候偷偷往嘴裏藏了一把土,這把土也跟著變大,大得快要將他的嘴撐破。上帝知道後,立刻讓它把土吐出來,這樣,大地上就有了沼澤。魔鬼隨後也變成了人。

北美迪埃格諾人的創世神話

最早的時候並沒有陸地,隻有一片廣袤的原始海洋。在海洋深處住著兩兄弟,他們每天都閉著眼睛,因為倘若不這麼做,鹽水就會傷害到他們的眼睛。有一次,哥哥走出海洋向四處望去,除了水什麼也沒有看到。弟弟也跟著上浮,但半途中他睜開了眼睛,眼立刻瞎了,隻好返回海底。這種情況下,哥哥就獨自留在海麵上,打算創造一片陸地。他先做了些紅色的小螞蟻,這些螞蟻一下子變得非常多,它們的身體把海水填實,因此世界上就出現了陸地。

海神的傳說

在各種創世神話中,關於海神的記載寥寥無幾。海神的傳說最早出現在巴比倫文明中。曾經居住在現今伊拉克東南部的巴比倫人非常崇敬“艾亞”,因為她是個海神,她長的很像一隻美人魚。而在稍後的克裏特文明時期,也流傳著海神的故事。克裏特是地中海的一個小島,島上的居民個個擅長遊泳和潛水。在公元前3000年時,據說有個優秀的潛水夫魯勞克斯,為了探索海洋的秘密,奮勇投身海洋之中。他的無畏精神深深感動了上帝,於是上帝讓他成了一個不死的海神。在希臘神話中,全體海神的首領是波塞冬,他發怒時,會用三叉戟拍打海麵,這樣就會引起狂風。希臘人為了討好海神,就在最懸崖峭壁上建立了一座氣勢宏偉的海神廟。

中國古代關於海洋的傳說

在中國,古時候的人們關於海洋的傳說,頗有些特別。在關於海龍王和蝦兵蟹將龜宰相的傳說之前,則認為以泰山為中心,北到恒山燕山腳下,南達揚子江入海口,東至冀浙海濱,這片三角形的地域稱為中州,又名中原。環繞在中原周圍的則是海洋,每片海洋都有一個皇帝統治。

在古時候人們的眼裏,海洋是一個充滿黑暗和恐怖的地方。“海”這個字“從水從晦”。晦,所代表的意思就是晦暗。晉人張華的《博物誌》中記載:“海之言,晦昏無所睹。”這裏所說的“無所睹”,則表明不可知。由此不難想象到當時人們對海洋的敬畏程度。

麵對著恐怖而凶險的海洋,古時候的人們並沒有放棄求知的欲望,他們以豐富的想象來滿足好奇心。集中描寫海外世界山川道裏、風土人情的,是那本著名的《山海經》,它裏麵所講述的人物個個怪模怪樣。“灌頭國”其人“人麵有翼,鳥喙”;“長臂國”其人“手下垂至地,捕魚海中,兩手各操一魚”;“一臂國”其人“一臂一目一鼻孔”;“長股國”其人“身如中人而腳過三丈,常負長臂人入海捕魚”;“聶耳國”其人則“雙手托其耳,懸居海水中”……內容可謂豐富而神奇。

古時候的中國人也常用神話來寄托他們征服海洋的雄心壯誌。最為人們熟知的是精衛填海的故事。它講的是管太陽升落的炎帝有一個女兒,叫女娃。有一次炎帝外出時,女娃不慎失足於東海溺死。她的靈魂化為一隻鳥,“其狀如烏,文首,白喙,赤足”。它就是精衛鳥,為了不讓大海再奪去其他無辜的生命,精衛就發誓將大海填平,於是它每天“銜西山之木石,以堙於東海”。

在我國古代傳說中,敢於向海洋挑戰的第一人可能要數秦始皇了。“始皇夢與海神戰,若人狀。問占夢,博士曰:‘水神不可見,以大魚蛟龍為侯’……始皇乃令入海者賚捕巨魚具,而自以連弩候大魚出射之。”

從這裏可以看出,人類始終都抱著一種矛盾的思想看待海洋。海洋的雄渾壯闊使人類感到自身的渺小,但海洋的神奇奧秘卻又讓人類產生了接近它的想法。

人類最初對海洋產生濃厚的興趣,是從海的表麵開始的。當樹葉在水麵上隨風飄蕩的時候,人們從中得到啟發造出了船。1973年,在一次尋找石油的鑽探中,偶然在中國浙江餘姚發現了河姆渡古人類遺址,從厚達2米的海生貝殼層中發現了一把小型木槳,這向人們證實了船至少有7000年的曆史。

船能夠行駛在海上,最初人類用它在海邊巡邏,以捕捉魚蝦。古書《竹書紀年》有“東狩於海,獲大魚”的文字記載。而人類駕舟遠航以探求世界的秘密,則是很久以後的事情。

到目前為止,人類所能考證的第一次大規模遠航是在公元前609年。當時的埃及法老尼科是個求知欲極其強烈的統治者,他不滿足他的船隊隻在地中海遊弋,他想知道地中海以外的世界到底是什麼樣,就雇用了一批善於航海的腓尼基水手,租用了3艘有50把大槳的木船,開始了他們的探索之旅。

從此,人類一直未停止探索海洋的腳步。就這樣,一個地方的人的視角擴展到了海的那一邊,發現了新的大陸,新的人群,感受著不同的文化,不同的境遇。接下來,他們繼續尋找,繼續過著漂流的生活,於是,無邊無際的海洋成了他們的家園。直到後來,終於發現海洋本是孕育生命的母親。