海洋中的秘密
地球上71%的面积被海洋覆盖,它与人类活动息息相关。海洋是水循环的起始点,又是归宿点,它对于调节气候有巨大的作用;海洋为人类提供了丰富的生物、矿产资源和廉价的运输,是人类的一个巨大的能源宝库。
尽管人们对海洋的了解越来越多,许多未解的秘密也得到了证实。
对人类来说,深不可测的海洋是一个神秘的世界,有着许多未知的秘密。
第一,海水来源。广阔无垠的海洋储存了地球表面总水量的97%,这么多的海水从哪里来的?随着科学家对地球和海洋起源的了解日益深刻,大多数人认为海水是在漫长的地质年代里积累起来的。科学家认为:原始地球物质构成岩石初期,含有大量的水分和气体。由于地球的重力作用,岩石间越来越挤紧,于是将岩石中的水汽赶出来,它们不断汇集在地下,终于使地球产生地震,引起原始火山喷发。这时在地下受到挤压的大量水气,终于摆脱岩石的桎梏,随着火山、地震从地壳中呼啸而出。这些水气进入空气中遇冷凝结,便形成暴雨降落下来,并在原始的小行星碰撞地球形成的地壳低凹处的地方聚集起来。由于漫长的地质的积累,于是地球上出现了原始的海洋。
第二,海水含盐。海水又苦又咸,是不能饮用的,这是因为海水中含有一定的盐分。然而与之相连的江河水都是淡淡的。这是为什么?实际上,原始的海水并非一开始就充满了盐分,最初它和江河水一样也是淡水。但是地球上的水在不停地循环运动,每年海洋表面有大量水分蒸发,其中部分水分通过大气运动输送到陆地上空然后形成降水再落到地面上,冲刷土壤,破坏岩石,把陆上的可溶性物质(大部分是各种盐类)带到江河之中,江河百川又回归大海。这样,每年大约有30亿吨的盐分被带进海洋,海洋便成了一切溶解盐类的收容所。而在海水的蒸发中,收入的盐类又不能随水蒸气升空,只得滞留在海洋之内。如此周而复始,海洋中的盐类物质越积越多,海水也就变得越来越咸。当然,这是一个极为缓慢的过程,当经过数亿年甚至更久的岁月,积累的盐分就相当可观了。
第三,海水颜色。海洋水和普通水并没有两样,都是无色透明,但海水却为什么呈现蓝色呢?原来,五颜六色的海水形成的原因是海水对光线的吸收、反射和散射的缘故。人眼能看见的七种可见光,其波长是不同的,它们被海水吸收、反射和散射程度也不相同。其中波长较长的红光、橙光、黄光,穿透能力较强,最容易被水分子吸引,射人海水后,随海洋深度的增加逐渐被吸收了。
一般来说,当水深超过100米,这三种波长的光,基本被海水吸收,还能提高海水的温度。而波长较短的蓝光、紫光和部分绿光穿透能力弱,遇到海水容易发生反射和散射,这样海水便呈现蓝色。紫光波长最短,最容易被反射和散射,为什么海水不呈紫色?科学实验证明,人眼对可见光有一定偏见,对红光虽可见到,但是感受能力较弱,对紫光也只是勉强看到,由于人的眼睛对海水反射的紫色很不敏感,因此往往视而不见,相反的对蓝绿光都比较敏感。这样,少量的蓝绿光就会使海水中呈现湛蓝或碧绿的颜色。
随着科技的进步,人类对海洋的了解越来越多,但神秘的海洋总以其博大幽深,吸引着人们对它的思索,其中有三个待解的问题困扰着科学家。
第一,太平洋洋脊偏侧之谜。从全球海底地貌图中可以看到,海底地貌最显著的特点是连绵不断的洋脊纵横贯通四大洋。根据海底扩张假说,洋脊两侧的扩张应是平衡的,大洋洋脊应位于大洋中央,但太平洋洋脊亦不在太平洋中央,而偏侧于太平洋的东南部,并在加利福尼亚半岛伸人了北美大陆西侧。显然,从加利福尼亚半岛至阿拉斯加这一段的火山、地震、山系等,难以用海底扩张假说解释其成因。
那么,太平洋洋脊为什么偏侧一方?北美西部沿岸的山系、火山、地震等又是怎样形成的?这是有待进一步探索的问题。
第二,西太平洋洋底地貌复杂之谜。由于太平洋洋脊偏侧于东南方,在太平洋东部形成了扩张性的海底地壳:东太平洋海隆。但在太平洋中西部广阔的洋底,地貌复杂,存在着一系列的岛弧、海沟、洋底火山山脉和被洋底山脉、岛弧分隔成的较小的洋盆等,看来并不完全像是由海底扩张所产生的洋底地貌,而更像是古泛大洋洋底的一部分。因为海底扩张所形成的地貌,除了海沟、岛弧、沿岸山脉外,大部分应是较为平坦的、从洋脊到海沟一定倾斜的海隆地貌。虽然有人试图对此作出解释,但未有较公认较一致的看法。
第三,北冰洋的海底扩张是否仍在继续。北冰洋是四大洋中最小的,又存在广阔的大陆架,有人把它看成是大西洋的一部分,即大西洋北部的一个巨大的“地中海”。虽然北冰洋也存在大洋中脊,北冰洋中脊(南森海岭),但在整个北冰洋地区,火山、地震活动是很微弱的。一般地说,任何快速自转的天体,其两极地区的活动均会受到削弱,太阳黑子活动主要发生在南北纬35。之间,亦可能与其快速自转有关。地球作为一个快速自转的天体,北冰洋的地震和海底扩张活动就不能不受到影响,从其地震、面积、无深海沟等情况判断,北冰洋的海底扩张即使没有停止,也是非常微弱的,但如上面两个问题一样,还没有最后定论。