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大洋中尺度涡之谜（第1页）

大洋中尺度涡之谜

1958年，英国海洋学家斯罗华为了研究海流，研制了一种自由漂俘监侧系统——“中性浮子”。利用这套系统对大西洋百慕大海域的底层海流进行测量。按照平常观测到的资料分析，湾流区域内的海流，应该是一支比较稳定而且是流速较为缓慢的海流。可是利用这套新系统获得的资料令科学家们大吃一惊，这里的海流比预想的快了10多倍，而且发现有的海流出现反向流动。同时，在一个多月的时间里，海流还显示出相当大的时间变化。这一发现，震惊了海洋科学界。前苏联和美国的学者对此大惑不解，先后派出考察队进行调查，结果完全一样。显然，用传统的风海流理论无法解释这种反常现象。到了1973年，美国成功地发射了载人“天空实验室”航天器。利用这座航天器，宇航员们拍摄到了大西洋西部热带海域内的大涡旋。这个大涡旋纵横60~80千米。同时还发现，在大涡流海域，有较强的上升流，冷的海水从百米深处不断向上涌升。由于海底的营养物质被上升流带到海面，使得大涡流海域形成了一个绝好的渔场。“天空实验室”还在其它大洋中发现类似的中尺度涡流。例如，在南美洲的西海岸、澳大利亚东部和新西兰一带海域、非洲东海岸、印度洋西北海域和南中国海海域等，都能看到这种涡流存在。这许多涡流，小的直径仅几十千米，大的直径达数百千米；存在的时间有长有短，时间短的十几天，长的达千年之久。这些涡流与大洋中的环流相比，虽然只是个局部，并不显著，但它与人们在近每能见到的小旋涡相比，就非常之大了。所从，海洋科学家们称这种涡流为“中尺度涡”。大洋中尺度涡流的发现，改变了人们对海流形成机理的传统看法。它是近二三十年来人们对大洋环境的突破性认识。

大洋中尺度涡的旋转速度一般都很大，而且一面旋转，一面向前移动。它的移动方式，很像台风（气旋或反气旋）。科学家估计，中尺度涡有巨大的动能，约占整个海洋流动能的80％以上。这个数字实在大得惊人。台风带来的气候变化和灾难，尽人皆知，那么，大洋中尺度涡的出现，将给海洋带来哪些变化呢?它对海洋中的动物、植物是福是祸?这些问题有待于科学家们去继续研究。

中尺度涡的发现，使传统的大洋海流理论受到挑战。由于海洋中中尺度涡的出现，大洋环流的动力结构完全改变了。假如中尺度涡也像大气中的气旋或反气旋那样，是由气压不稳定的因素所引起的，那么，大洋环流的动力有可能是由中尺度涡来维持的。这就从根本上修正了风生环流的观点。

★地球上海洋的对应面为什么都是陆地

地球上陆和海的分布很有意思。在地球仪上，只要你细心观察，就会看到这样一个现象：地球仪上任何一个大陆，与之相对一侧（以地球球心为中心的另一侧），几乎全是海洋。非洲大陆的背后是中太平洋，亚欧大陆的背后是南太平洋，北美洲大陆的背后是印度洋，南美洲大陆的背后是西太平洋，澳大利亚大陆背后是大西洋，南极大陆的背后则是北冰洋。这些现象是偶然形成的，还是有什么内在联系呢?目前人们还说不清楚。

为了解释这种现象，有人借鉴了地球收缩说，它是在魏格纳的大陆漂移学说形成之前提出来的。这种学说曾成功地解释了山脉的形成，因此它在地球形成的假说中占有十分重要的地位。

地球收缩说认为，原来的地球是高温炽热的，后来逐渐冷却变成现在的模样。大部分物体在冷却过程中自行收缩，在地球内部物质冷却收缩后，地球外表冷却收缩，形成皱痕，就像苹果放干发生皱缩一样。喜马拉雅山脉等就是这样形成的。不过，它的形成远比我们的想像复杂得多。

有人在这个学说的基础上，提出了“地球四面体”的假说，来解释海洋和大陆这种奇怪的现象。他们找了一个充满气体的软皮球当作假想地球，然后将皮球中的空气放掉，使皮球逐渐变扁。结果皮球的表面在收缩以后产生了凹陷，这种凹陷被称之为四面体凹陷。于是，人们推断，这四面体的4个面就好比是太平洋、印度洋、北冰洋和大西洋、而4个面的交点处形成的4个顶点，则好比是我门所指的大陆部分。即：欧亚大陆、非洲大陆、美洲大陆和南极澳大利亚大陆。

这种地球四面体的假说，只是由地球的表面现象的简单推测而成。地球冷缩时所具备的具体条件，远比这要复杂得多，所以它现在还只是假说，未能得到普遍承认。

★地震海啸分两种

海啸可分为4种类型。即由气象变化引起的风暴潮、火山爆发引起的火山海啸、海底滑坡引起的滑坡海啸和海底地震引起的地震海啸。中国地震局提供的材料说，地震海啸是海底发生地震时，海底地形急剧升降变动引起海水强烈扰动。其机制有两种形式：“下降型”海啸和“隆起型”海啸。

“下降型”海啸：某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧下降，海水首先向突然错动下陷的空间涌去，并在其上方出现海水大规模积聚，当涌进的海水在海底遇到阻力后，即翻回海面产生压缩波，形成长波大浪，并向四周传播与扩散，这种下降型的海底地壳运动形成的海啸在海岸首先表现为异常的退潮现象。1960年智利地震海啸就属于此种类型。

“隆起型”海啸：某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧上升，海水也随着隆起区一起抬升，并在隆起区域上方出现大规模的海水积聚，在重力作用下，海水必须保持一个等势面以达到相对平衡，于是海水从波源区向四周扩散，形成汹涌巨浪。这种隆起型的海底地壳运动形成的海啸波在海岸首先表现为异常的涨潮现象。1983年5月26日，中日本海7．7级地震引起的海啸属于此种类型。

★厄尔尼诺之谜

很早以前，厄瓜多尔和秘鲁沿岸的居民发现，每到圣诞节的前后，随着东南信风的暂时减弱和南美沿岸海水涌升现象的减退，太平洋赤道逆流的一个分支海流，沿着厄瓜多尔海岸南下。随之，南美西海岸附近海域的海水温度增高。起初，人们只知道这种自然现象出现在圣诞节前后。而且每当发生这种情况时，在这一海域里生活的适应冷水环境的浮游生物和鱼类，因水温上升而大量死亡，使得世界著名的秘鲁渔场的鱼产量大幅度减产。于是，沿岸居民对海面水温升高的自然现象感到迷惑不懈，称这是“圣婴”降临了。圣婴在西班牙语中的发音为厄尔尼诺。这样，厄尔尼诺就成了秘鲁沿岸海水温度异常变化的代用名词了。在近几十年里，人们还发现，世界各地的灾异现象多与厄尔尼诺现象有着某种联系。有人甚至认为，世界各地大的自然灾害都是由于发生厄尔尼诺而引起的。因此，海洋学家、气象学家都在研究厄尔尼诺现象的发生规律。

直到今天，人们对太平洋中出现的厄尔尼诺现象，仍有许多迷惑不解之处：发牛厄尔尼诺现象时，那巨大的暖水流是从何处来的?它的热源在哪里?过去人们提出过种种假说，如：其热源来自地心，或是因为海底火山爆发等。但是，往往在没有发生大的火山爆发时，也曾发生过厄尔尼诺现象，因此这种假说不能令人信服：这是其一。

其二，太平洋发生厄尔尼诺现象有没有自身发生的规律?例如，它的发生周期长短受什么制约?它的发生与消衰，以及强度变化，是否有代表性的信号。如果有征兆，反映在哪里?

其三，无论是厄尔尼诺现象，或是反厄尔尼诺现象的发生，都是大洋暖水团大范围运动的结果。那么，这种暖流水团运动和北太平洋发生的顺时针大洋环流，以及南太平洋中发生的逆时针方向的大洋环流是否有其种关系?特别引起中国海洋气象专家关注的是，厄尔尼诺与发生在西太平洋上的黑潮暖流又有什么关系?因为黑潮对中国、日本等东亚国家的气候有较大影响。

其四，厄尔尼诺一旦发生，范围大，时间长，引起的自然灾害对人类社会破坏性极大。因此，能否利用海洋中各种要素的变化规律来预报它的发生呢?

其五，发生在太平洋的南方涛动与厄尔尼诺之间有必然联系吗?如果有联系，其内在的机理又是什么?等等。

总之，厄尔尼诺现象的出现，不是单一因素所能解释的，它的形成机理也许是大自然中海洋水体一大气一天文等诸多因素作用的结果，相信在不久的将来，厄尔尼诺之谜一定能解开。

★佛罗里达海怪究竟为何物

100年前，即时1896年的晚秋，在美国弗罗里达州大西洋沿岸城市圣·奥加斯廷，有两个骑自行车的人在海滨浴场发现一头大海怪。该物形似一庞大的章鱼，其肥厚的中间部分长约7米，并由这里分出细长的腕足状物。人们请来当地的一位医生、科协主席杰维特·乌埃布。乌埃布找来几个人帮忙从沙中挖出这个怪物的尸体，又用几匹马把它拖到离水远些韵地方（该物重5—7吨）。此事一并通报给了著名的动物学家、头足纲专家，耶鲁大学的A·维里尔教授。维里尔教授因证明斯堪的纳维亚传说中一离奇的“怪物”存在的真实性并认为其本是一只巨大的鱿鱼而出名。

乌埃布在致维里尔教授的短信中说：该物呈白色，外观似肥皂，整体为均匀结实的结蒂组织纤维，有弹性，且粗硬，在试图用刀片从它身上割下一小块时把刀片都弄断了。收到乌埃布的信后，维里尔教授推断：“弗罗里达海怪”是一只巨鱿。他在一科学杂志上还发表了一篇有关的短文。稍退，乌埃布给维里尔寄去了第二封信，信中还附有几张照片。看后，维里尔立即改变了原来的看法：不是鱿鱼，是章鱼!不多久，他甚至用拉丁文给它命名为：Octopusgiganteus（巨型章鱼）。后来，乌埃布又给维里尔寄过几幅照片，并对检验结果作了详细的叙述，还送来了几块经福尔马林溶液浸泡过的该海怪组织的样品。维里尔于是又有了新的说法：不是鱿鱼，也不是章鱼，它不属头足纲，而是一种脊椎动物，多半是被海浪或猛兽撕碎后腐烂了的鲸。

并非所有的学者都同意这位资望很高的教授的看法。华盛顿美国国家自然史博物馆著名的软体动物专家威廉·道尔仍然认为“弗罗里达海怪”是大章鱼，为此他一直同乌埃布和维里尔保持着通信联系。1897年，动物学家F·鲁卡斯宣称：“这个东西外观看来像是鲸的脂肪，闻起来也像，它无疑应该是鲸油。”不过，高层次争论各方没有谁肯到弗罗里达去亲自目睹一下那个“东曲”维里尔和鲁卡斯的见解占了上风。这个怪物的残骸就这么悄无声息地在海岸上烂掉了。

此后，科学界对Octopusgiganteus不再争论，诸多有关章鱼的科学著作中没有一部再提起过它。然而，在科普书籍中它却从来没有销声匿迹，科普作家们写的有关海怪的书和文章谈到“弗罗里达海怪”的可说是数不胜数，其中，包括1994—1995年间美国新出版的R·埃里斯的《海怪》和D·米伦的《海洋生命与海洋》。

1988年夏季，另一头海怪被抛到百慕大岛海岸上，这更为科普作家们的创作之火上加了油。发现海怪的是当地的一位渔夫和一个叫塔克尔的摄影师。这个怪物虽不及弗罗里达海怪体态庞大，但也相当可观。它长2．5点米，厚1．25米，确实象个“怪物”。国家自然史博物馆的头足纲专家克莱德·罗贝尔接到了通报，他也曾同巨型鱿鱼类打过交道。“根本不像鱿鱼!”他简单明了地说。此外，罗贝尔没有发表其它评论。

异常动物学专家们发表了许多评论，他们甚至对弗罗里达海怪及百慕大海怪的组织样品进行了生物化学研究。不过，他们没有找到任何证据证明该海怪属于科学迄今未知的动物。

不久前，马里兰大学动物学部的西得民·比尔斯，季莫季·莫惹尔和尤任尼亚·克拉克以及印地安那大学医学院的杰拉德·施密特等一批严肃的专家们试图最后搞出一个明确的头绪。他们弄到两个海怪浸过福尔马林的组织样品并用组织学的方法研究了它们，他们还对在美国东北海岸捕获的幼鱿鱼和抛到海岸上的9米长的座头鲸的皮下脂肪块以及白鼠的尾巴作了比较协同研究。

在两个海怪的组织切片上可以看到的只是胶原纤维，没有活的细胞。相反，鱿鱼褶皮切片上看到的是结实的肌肉纤维；鲸的组织切片上虽然也是胶原，但带有大量的细胞并夹杂着脂肪；它们同鼠尾巴更相似。

胶原是纤维蛋白，是结蒂组织纤维的基本成分，它广泛地存在于所有脊。椎动物及大多数无脊椎动物身上。骨的基本成分是胶原维纤，软骨、韧带、腱等都是由胶原纤维组成的。正是胶原使它们具有韧性和弹性。胶原纤维也存在于皮肤和肌肉。胶原是十分坚韧的蛋白质，它不易嚼烂和消化，故而食用价值不大。鱿鱼的褶皮里胶原很少。而鼠尾巴里却很多，因此，烧好的鱿鱼比鼠尾巴要好吃得多。

总之，巨型鱿鱼说是站不住脚的。很清楚，被研究的样品是某种大型动物皮肤的切块，而且显然是脊椎动物的。由于摆放在岸上这段时间已经完全腐烂，自然就不会有活着的细胞了。

各种动物的胶原结构几乎都是一样，不同之处仅在于氨基酸的组成及胶原纤维所特有的条纹的变化周期稍有差异。研究人员抓住这些细微的不同之处试图弄清楚，这类怪物如果不是鱿鱼它们又会是什么?要准确地断定看来是不可能的，可以弄清楚的是：两怪物分属不同类的脊椎动物。“弗罗里达海怪”是温血动物最可能是鲸的残体（维里尔和鲁卡斯最后的论断是正确的）“百慕大海怪”是冷血动物，显然是鲨鱼。死鲸或鲨鱼被抛到海岸上来是极为平常的事情。

巨型鱿鱼说虽再度被否定，但是，“弗罗里达海怪”在科普作品中会沉寂吗?要知道，某些科学新闻在科学把它沉人忘川几十年之后还会从一本书传抄到另一本书中，所以，很难说“弗罗里达海怪”在出现后的第二个世纪里不会使爱好者们再认为它是科学迄今未知的怪物。