“魔海”威德尔海的魔力首先在于流冰的巨大威力。南极的夏天,在威德尔海北部,经常有大片大片的流冰群。这些流冰群像一座白色的城墙,首尾相接,连成一片,有时中间还漂浮着几座冰山。有的冰山高一两百米,方圆二三百平方千米,就像一个大冰原。这些流冰和冰山相互撞击、挤压,发出一阵阵惊天动地的隆隆响声,使人胆战心惊。船只在流冰群的缝隙中航行异常危险,说不定什么时候就会被流冰撞坏或者驶入“死胡同”,使航船永远留在这南极的冰海之中。1914年,英国的探险船“英迪兰斯”号就被威德尔海的流冰所吞噬。
在威德尔的冰海中航行,风向对船只的安全至关重要。在刮南风时,流冰群向北散开,这时在流冰群之中就会出现一道道缝隙,船只就可以在缝隙中航行。如果一刮北风,流冰就会挤到一起,把船只包围。这时船只即使不被流冰撞沉,也无法离开这茫茫的冰海,至少要在威德尔海的大冰原中呆上1年,直到第二年夏季到来时,才可能冲出威德尔海而脱险。但是这种可能性是极小的,由于1年中食物和燃料有限,特别是威德尔海冬季暴风雪的肆虐,使绝大部分陷入困境的船只难以离开威德尔这个魔海,它们将永远“长眠”在南极的冰海之中。所以,在威德尔及南极其他海域,一直留传着“南风行船乐悠悠,一变北风逃外洋”的说法。直到今天,各国探险家们还恪守着这一信条,足见威德尔海的“魔力”了。
绚丽多姿的极光和变化莫测的海市蜃楼,是威德尔海的又一魔力。船只在威德尔海中航行,就像在梦幻的世界里飘游。它那瞬息万变的自然奇观,既使人感到神秘莫测,又令人魂惊胆丧。有时船只正在流冰缝隙中航行,突然流冰群周围出现陡峭的冰壁,好像船只被冰壁所围,挡住了去路,似乎陷入了绝境,使人惊慌失措。霎时,这冰壁又消失得无影无踪,使船只转危为安。有时,船只明明在水中航行,突然间好像开到冰山顶上,顿时把船员们吓得一个个魂飞九霄。还有,当晚霞映红海面的时候,眼前常出现金色的冰山,倒映在海面上,好像向船只砸来,给人带来一场虚惊。在威德尔海航行,大自然不时向人们显示它的魔力,戏弄着人们,使人始终处在惊恐不安之中。正是大自然演出的这一场场闹剧,不知将多少船只引入歧途。有的竟为避虚幻的冰山而与真正的冰山相撞;有的受幻景迷惑而进人流冰包围的绝境之中。
红海为什么会自己伸长
1978年11月14日,北美的阿尔杜卡巴火山突然喷发,浓烟滚滚,溢出了大量熔岩。一个星期以后,人们经过测量发现,遥遥相对的阿拉伯半岛与非洲大陆之间的距离增加了1米,也就是说,红海在7天中又扩大了1米。
红海是个奇特的海。它不仅在缓慢地扩张着,而且有几处水温特别高,达50多摄氏度;红海海底又蕴藏着特别丰富的高品位金属矿床。这些现象长期以来没有得到科学的解释,被称为红海之谜。
红海之谜在20世纪60年代才有了端倪。海洋地质学家解释说,红海海底有着一系列“热洞”。在对全世界海洋洋底经过详细测量之后,科学家发现大洋底像陆上一样有高山深谷,起伏不平。从大洋洋底地形图上,我们可以看到有一条长75000多千米,宽960千米以上的巨大山系纵贯全球大洋,科学家把这条海底山系称作“大洋中脊”。狭长的红海正被大洋中脊穿过。沿着大洋中脊的顶部,还分布着一条纵向的断裂带,裂谷宽约达13~48千米,窄的也有900~1200米。科学家通过水温测量还发现,在裂谷中部附近的海水温度特别高,好像底下有座锅炉在不断地烧,人们形象地称它为“热洞”。科学家认为,正是热洞中不断涌出的地幔物质加热了海水,生成了矿藏,推挤着洋底不断向两边扩张。
经过考察,科学家把海底扩张形象地比作两端拉长的一块软糖,那个被越拉越薄的地方,成了中间低洼区,最后破裂,而岩浆就从这里喷出,并把海底向两边推开。海底就这样慢慢地扩张着。根据美国“双子星”号宇宙飞船测量,我们已经知道了红海的扩张速度是每年2厘米。
海洋科学家们的海底考察不仅解决了红海扩张之谜,而且在海底裂谷附近意外地发现了一幅使人眼花缭乱的生物群落图影:热泉喷口周围长满红嘴虫,盲目的短颚蟹在附近爬动,海底栖息着大得异乎寻常的褐色蛤和贻贝,海葵像花一样开放,奇异的蒲公英似的管孔虫用丝把自己系留在喷泉附近。最引人注目的是那些丛立的白塑料似的管子,管子有2~3米长,从中伸出血红色的蠕虫。
科学家们对与众不同的蠕虫作了研究。这些蠕虫是没有眼睛,没有肠子,也没有肛门。解剖发现,这些蠕虫是有性繁殖的,很可能是将卵和**散在水中受精的。它们依靠30多万条触须来吸收水中的氧气和微小的食物颗粒。
科学家们对于喷泉口的生物氧化作用和生长速度特别感兴趣。放化试验表明,喷口附近的蛤每年长大4厘米,生长速度比能活百年的深海小蛤快.500倍。这些蠕虫和蛤肉的颜色红得使人吃惊。它们的红颜色是由血红蛋白造成的,它们的血红蛋白对氧有高得非凡的亲和力,这可能是对深海缺氧条件的一种适应性。
生物学家们认为,造成深海绿洲这一奇迹的是海底裂谷的热泉。热泉使得附近的水温提高到12~17摄氏度,在海底高压和温热下,喷泉中的硫酸盐便会变成硫化氢。这种恶臭的化合物能成为某些细菌新陈代谢的能源。细菌在喷泉口迅速繁殖,多达1立方厘米100万个。大量繁殖的细菌又成了较大生物如蠕虫甚至蛤得以维护生命的营养,在喷泉口的悬浮食物要比食饵丰饶的水表还多4倍。这样,来自地球内部的能量维持了一个特殊的生物链。科学家称这一程序为“化学合成”。
科学家们在加拉帕戈斯水下裂谷附近2500米深处的海底一共发现了5个这样的绿洲。全世界海洋中的裂谷长达75000多千米,其中有许多热泉喷出口。那么总共会有多少绿洲呢?还会有更多的生物群落出现吗?这些问题不仅关系到人类对海洋的开发,还涉及到生命起源这一基础理论课题的研究。
初步考察的成功激起了人们更强烈的好奇心。人们不禁要问,大洋深处还有什么新的、更大的秘密在等待着我们去发现呢?
潮汐是怎样形成的
很早以前,这个秘密就已被古人所知。古希腊的航海家比戴阿斯,发现每月有两次特别小的低潮和两次特别大的**,并且总是在新月和满月的时候出现**,而总是在上弦月和下弦月的时候出现低潮。因此,他断定,是月亮导致了潮汐现象。
现代科学证实月亮确实是导致潮汐现象的重要原因。由于万有引力在各个星球间都会存在,因此,我们可以设想一下,如果整个地球都是海洋,那么在月球引力作用下,地球会变成什么样子呢?地球这个“水球”就会被拉成蛋一样的长形的球。背着月球和对着月球的两点就凸起。每24小时地球就会自转一圈,对某一点来说,就会有两次涨落在那个地方的海面发生。也就是说,从这一次落潮到下一次落潮,或者说,从这次涨潮到下一次涨潮,大约只有半天相隔。
那么每月会发生两次特别大的**和特别小的低潮的原因又是什么呢?
原来,万有引力也存在于太阳与地球之间,但由于太阳距地球较远,因此引力不大,平时不明显。可当月亮、地球和太阳处于一条直线即满月或新月时,太阳对海水的引力和月亮对海水的引力就会起重叠作用,这时,就会有大潮出现。当月亮和太阳与地球形成直角即上弦月或下弦月时,两种引力作用方向不同,就会相互抵消,这时小潮就会出现。由于每月出现两次这种情况,所以每个月特别大的**和特别小的低潮出现两次。
海洋潮汐这种自然现象极其复杂,除主要与月亮、太阳和地球的相对位置有关外,海盆的形状、海水的深度、气流的情况等对之也会产生一定的影响。
海底是人类的未来家园吗
这里的四位青年科学家每天早上醒来,就看见阳光穿过穿梭来往的银灰色针鱼群射下来,闪烁不定。从塑胶圆窗孔望出去,见到黄色的鲷鱼在环绕他们那座海底屋的活珊瑚花园中觅食。吃过早餐后,背上潜水器从防鲨廊出去,进入安全潜游水域,与鲐鱼、琥珀鱼、青蓝的鲟鱼、各种鲜艳彩纹的雀鲷等邻居一同嬉水。
从一九六九年二月十五日到四月十五日,这四位美国科学家在海底生活工作,前后共六十天,一直没有浮出水面。这些“海洋人”是在进行一项海底生活实验,叫做“玻陨石一号”。这项实验据以取名的玻陨石,是在地球上发现的一种像玻璃的卵石,据说是陨星撞月球爆炸后,飞到地球来的碎片。玻陨石计划原是美国太空研究计划的一部分,像有些来历不明的太空物体会落在地球上的情形一样,玻陨石一号人潜入了大海里。
他们的海底屋是两个充满空气的圆筒形钢箱,各高十八英尺,由一条爬行通道连接。承托钢箱的底座,用八十七吨铅镇在海底。整座房子漆成白色,引来不少海鱼不分日夜游到圆形窗口来窥望。
每个钢箱有两个房间。下层一个房间布置得很舒适,铺上地毯。四人在这里睡觉、吃喝、阅读、听录音音乐。上层一个房间算是桥楼,放满通讯装置和实验设备。另一个房间摆着变压器和调节空气系统的压缩机,还有个保存食物的冷藏柜。(吃的主要是冷冻食品,但间或有新鲜果菜,放在密封的容器中从水面用绳索吊下来。)第四个房间是“湿室”,有个垂直的升降口直通出海去。房间里存放着水肺装备和潜水衣,科学家每次出海潜泳回来,也在这里用淡水冲洗身体,换干衣服。
海洋人居所与支援实验的驳船之间,有一条很粗的“脐带”相连,那是一束软管和电线。顺着脐带把淡水、空气、电力送到下边,保持通讯联络。
玻陨石实验组的组长是美国渔业局的海洋学家沃勒。组员有曼根与范德沃克,两人都是渔业局的生物学家;还有克利夫顿博士,是美国地质调查局的地质学家。四位年龄都是三十多岁。
研究计划是美国海军部、内政部、国家航空暨太空总署,与通用电器公司联合主办。海底屋由通用电器公司设计建造,屋里设备也由该公司供应。这个计划的主要目的,是为将来的水底实验室研究计划制订一些指标。美国太空总署想借此观察长期关闭在细小而与外界半隔绝的居所中,人的行为有什么异状。那是作长期太空旅行的重要资料。
玻陨石一号的实验获得很多“饱和潜水”的知识。人在海中潜水,吸人了加压的空气或混合气体后,不论时间长短,都会使血液和身体组织饱含这些吸人的气体。压力越大吸收的气体越多。若潜到一百五十英尺深处,使用氮和氧的混合气体(普通空气)对潜水人无害。更深而压力更大时,氮便有剧毒;中氮毒的初步征象是进入麻醉状态,称为“氮麻醉”。由于这座海底屋位于海底约五十英尺深处,气压为大气压两倍半的普通空气仍可作呼吸之用。
居住在海底的好处是,各人只须(住满两个月后)“脱饱和”一次,不必每次潜游后都作一次。这是由于他们海底屋空气的压力,保持与周围海水的压力相同。两个月后,脱饱和的过程是要海洋人在减压室中住上差不多一整天,慢慢恢复正常的大气压力。减压太快,溶在血中的压缩气体就会很快从溶解状态气化而“起泡”,引起痛楚甚至往往引起致命的病症,称为肢腹痛或潜水员病。
海洋人每天自己检查身体——脉搏、血压、心电图等等。夜里有电极记录他们的脑波,看看他们睡得好不好。同时,水面上的支援驳船上,一群医生和“行为监视者”坐在一大排闭路电视荧光屏与扩音器之前,昼夜不停地监视他们。(在日后各次玻陨石研究中,约有四十位海洋人体验过海底生活,虽然其中一些受不了孤处海底与外界隔离的心理压力,但都没有显著的生理问题发生。海洋人进行实验时也曾出过一件惨事,那就是一九六九年二月,“海洋实验室三号”的海洋人坎农在加州海边大陆架六百英尺深处,中二氧化碳毒身亡。)
玻陨石的科学家作了各种观察和实验。举例来说,莱姆舒湾的海底沉积多是分解了的珊瑚和甲壳类动物遗骸。科学家就在小心画出方格子的图纸上研究沉积层的形成。依海洋人兼地质学家克利夫顿说,人们已知珊瑚礁产石油,也可能是石油蕴藏所在,所以在大陆架上进行研究工作的海洋人,也许有一天能有助于提供找寻石油与其他矿产的线索。
将来,养鱼和海产养殖工作,例如种植昆布、海草等海底植物,都会需要不少人在海中生活。因此,玻陨石的科学家研究海洋生物的习性,还对该地区的海洋物作了普遍的调查。
海洋人数出了好几十种鱼,最小的是二英寸长的●,最大的址十二英尺的鯊有时这些有鳍的朋友会动粗。生物学家曼根讲述有一回在一个珊瑚礁脊之处遇到一群二十多尾琥珀鐲,每尾都有二、三十磅重。“它们一大队在黑暗中向我们游来,”他说,“队形那么紧密,就像是一条硕大无朋的大鱼。”他的同事海洋学家沃勒补充说:“我猜它们是在表示该地是它们的领域,因为它们向我们的肩背各部位乱撞,要我们离开。最后我们遵命离去。”
那个海湾的海底设了五个小站,在遭遇巨鲨袭击时可以藏身。小站都是笼子模样的小亭,有塑胶圆顶,还有一瓶备用的空气和通往海底屋的电话。为了安全。离开居所时都二人同游。还有更好的安全措施:由支援的潜水人坐小船在海面上巡回,循着海洋人呼吸器喷出的成串气泡跟踪他们。
最积极的研究计划之一,是由范德沃克主持追踪龙虾。这是一种食用甲壳类动物。维尔京群岛的龙虾,因当地龙虾尾的销路好,近年来产量下降。海洋人捕到一百四十只,把大多数都拴上标识,有些虾身上更绑上拇指大小的声纳发送机,这样可以追踪每一只在实验居所附近游动的龙虾。
有什么实用的结论呢?“我以为这一带的珊瑚礁可以养活更多的龙虾,”范德沃克说,“在这里不妨设一个孵化场,养殖多些小龙虾。也许可以用低频声音的信号把鲨引离龙虾场,把它们杀死。”
玻陨石计划的研究对象中,有另一珊瑚住客是一种奇怪的“珊瑚虾”。这种约莫寸半长的浅蓝色小虾栖居在海葵的毒须之间。“它们摇动触须,吸引来往鱼儿的注意,”曼根说,“鱼游来了,小虾便跃上鱼身,啄食外面的寄生物。它们洁净了鱼的鳞、鳍、鳃,甚至鱼身上创口的腐肉。”这种小虾显然不怕海葵螫,制药业的人会对它有兴趣。说不定小虾不怕螫的秘密,会使人研究出一种有医学价值的化学物品。
自从这回首次实验以后,在一九七。年以后还有另外五次海底生活实验,由四百多位科学家探究海中生活的情形。地点分别在波多黎各、大巴哈马群岛、麻萨诸塞州格洛斯特波罗的海、圣克罗斯岛等地的海中。在人口过分拥挤的世界,谋求食料、矿藏、药物等新资源的需要越来越迫切。玻陨石计划的成就,已证明在世上各处大陆架上浅水地区进行广泛勘探是切实可行的。