第四章 海洋科考
太平洋成因之谜
太平洋是当代地球上最大的构造单元,而在海底扩张和板块构造说中的古太平洋,则更是前所未有的巨大。与后来的大西洋、印度洋和北冰洋相比,它有着许多特有的、与众不同的演化史,如环太平洋的地震火山带,广泛发育的岛弧-海沟系,大洋两岸地质构造历史的显著差异……这就使许多人相信太平洋可能有着它自己与众不同的成因。如果像海底扩张论所讲的那样,大西洋、印度洋和北冰洋都是由于海底扩张的原因由古太平洋孕育而成,那么,作为母亲的古太平洋成因又该如何解释呢?
长期以来,科学家们提出过许多关于太平洋成因的假说,其中最引人注目的是19世纪中叶,乔治·达尔文(1879年)提出的“月球分出说”。
达尔文认为:地球的早期处在半熔融状态,其自转速度比现在快得多;同时在太阳引力作用下会发生潮汐。如果潮汐的振动周期与地球的固有振动周期相同,便会发生共振现象,使振幅越来越大,最终有可能引起局部破裂,使部分物体飞离地球,成为月球,而留下的凹坑遂发展成为太平洋。
由于月球的密度(3.341克/立方厘米)与地球浅部物质的密度(包括地幔顶部橄榄岩层在内的岩石图的平均密度为3.2~3.3克/立方厘米)近似,而且人们也确实观测到,地球的自转速度有愈早愈快的现象,这就使乔治·达尔文的“分出说”获得了许多人的支持。
然而,有些研究者却指出,要使地球上的物体飞出去,地球的自转速度应该非常快,亦即一昼夜的时间不得大于1小时25分。难道地球早期有过如此快的旋转速度吗?这显然很难令人相信。再者,如果月球确是从地球飞离出去的,那么月球的运行轨道应在地球的赤道面上,事实却不是如此。还有,月球岩石大多具有古老得多的年龄值(40~45.5亿年),而地球上已找到的最古老的岩石仅38亿年,这显然也与飞出说相矛盾。
20世纪50~60年代以来,由于天体地质研究的进展,人们发现,地球的近邻——月球、火星、金星、水星等——均广泛发现有陨石撞击坑,有的规模相当巨大。这不能不使人们想到,地球也有可能遭受到同样的撞击作用。1955年,法国人狄摩契尔最先提出,太平洋可能是由前阿尔卑斯的流星撞击而成的。他还认为这颗流星可能原是地球的卫星,直径几乎为月球的两倍。此后,还有一些人提出了类似的观点。可惜多属臆测,没能提出足够的证据。
近年,我国学者在研究了月球等类地天体的地质特征后,对比月球上凹陷的五海,进一步论证了太平洋系撞击形成的可能性。
月海,是月球早期小天体猛烈轰击形成的近似于圆形的洼地,其底部有稍后喷溢的暗色熔岩物质(月海玄武岩)所充填。这一点已被现代科学的考察所证实。月球上最大的月海——风暴洋面积达500万平方千米。中国学者认为太平洋与月海具有如下的共同特征:
月海在月球上的分布是不均匀的,集中在月球正面的北半球,太平洋也偏隅于地球一方,这反映了早期撞击作用的随机性。
月海具有圆形的外廓,并比月陆平均低2~3千米;太平洋也大致呈圆形,比大陆平均低3~4千米。
地球的大陆由年代较老、密度较小的硅铝质岩石构成,而海洋则由年代较近、密度较大的玄武质岩石组成;月球也是这样,月海也由年龄较小的玄武岩组成。
地球上的大陆地壳厚度较大,介于30~50千米之间,洋壳较薄,一般为5~15千米;月球也有类似情况,月陆壳一般厚40~60千米,月海壳则一般小于20千米。
重力测量证明,月海具有明显的正异常。太平洋的情况比较复杂,但比周围大陆也具有较高的重力值。
月海周围有山链环绕,而太平洋周围也有山链。
在太平洋底发现有边缘和中央海岭,而在一些较大的月海中也同样可见有堤形的隆起,分布于月海中央和边缘。
太平洋东部具有以岛弧、边缘海组成的,从洋壳过渡为陆壳的过渡区,在一些月海边缘也可见有所谓“类月海”的过渡区。
这种比较说明,太平洋是在地球早期形成时的巨大撞击盆地。一部分学者认为:
地球上的海洋形成于早期的地球大致上达到了现在的质量时。这时,地球具有强大的引力吸引周围的固体物质,致使周围的一些固态物质以极高的速度(11.2米/秒)撞向地球。如此剧烈的碰撞必然会产生极高的温度。这种温度估计可达10万摄氏度,因而足以使碰撞物体本身和地球表面碰撞区的物质完全汽化。碰撞以后,地球表面由此而形成的热点很快会冷却下来,留下一个坑陷区。过一段时间,接踵而来的碰撞又会造成另一些热点和坑陷。这其中最大的一个,就成了后来的古太平洋洋盆。
然而,这仍然只是一个推论。因为在漫长的地史时期中,太平洋盆地已经历了多次的剧变,原来的古洋盆面目不复存在,在这种情况下,要真正弄清古太平洋的来源,还有大量的验证工作要做。
红海真的能变成新大洋吗
红海是因局部海面内季节性繁殖很快的海藻,把表层海水染成棕红色而得名。这个地处亚非之间的狭长海域,是世界上最热、海水含盐度最高的海域,当然,也是充满神奇色彩的海域。说它神奇,是因为科学家们预言,红海将可能变成未来的大洋。
红海位于非洲的埃及、苏丹、埃塞俄比亚和亚洲的沙特阿拉伯之间。红海长约2253千米,宽度不超过354千米。它的北部,在西奈半岛之西,与苏伊士运河相接;在西奈半岛以东,与长274千米、宽40千米的苏伊士湾相连。它的南部,在曼德海峡的两侧,以胡森穆拉德与锡亚角的连线为界。出了曼德海峡,红海的水就与亚丁湾及印度洋的水相混合了。红海的面积为45万平方千米,容积为25万立方千米,平均水深为558米。
海洋地质学家普遍认为,红海是地球上一个相当新的水域。不少学者认为,红海可能是一个未发育成熟的大洋。现在的地质调查资料显示,大约在2000万年以前,阿拉伯半岛可能才从非洲分裂出来,印度洋的海水才有可能流入距地中海不到162.5千米的地方。在印度洋,大洋中脊穿过印度洋往北伸展,于查戈斯群岛附近转向西面,并以索科特拉断裂的形式拐入亚丁湾,而另一断谷则直达红海中部。这个断裂带以直角向东延伸,并延伸到约旦河谷向上直到死海。人们推断,这是以坦噶尼喀湖为终点的非洲断裂谷的延伸部分。这条断裂谷在进入红海中部时,最大深度可达到2300米。
加拿大著名地质学家根据上述迹象预言,在若干万年之后,一个新大洋有可能在红海地区出现,这可能是世界第五大洋,新大洋有可能把完整的非洲大陆分裂为东西两部分。
19世纪末英国地质学家格雷戈里也曾有过类似的预言,并且形象地描述了非洲大陆东部巨大裂谷的情景。这也就是著名的东非大断裂。东非大断裂位于东经30~40度之间,北部是一条狭长的海域——红海和一条河——尼罗河;沿尼罗河向南,其源头是基奥加湖、维多利亚湖、坦噶厄喀湖、尼亚萨湖和卢多尔夫湖等成串的大小湖泊。这些湖、河、海组成一条地球上巨大的裂谷、南北长约5000千米,东西宽约50千米。在沿断裂带上,有广泛的火山和岩浆活动,来自地壳深处的玄武岩和碱性——超基性岩岩浆,通过这条通道不断上涌,把断裂两侧的大陆块推向外侧,使裂谷不断扩大。
北部狭长的断裂带已经形成为红海。在红海的底部,有一条长3000米的凹地,凹地中有两个火山口,周围覆盖着凝固了的火山熔岩。这足以证明,红海的海底仍在扩大之中。大断裂的南部是一些伴有火山岩的湖泊。现代研究结果证明,大洋的形成是中央海岭裂谷活动的结果,而东非大裂谷的红海、亚丁湾为全球大洋中的巨型裂谷——中央海岭的一个分支,因而将来完全有可能扩展为新的海洋。
不过,许多人对此还持怀疑态度。大的裂谷在某种动力的作用下,有可能扩展成为海洋,但是,未必都如此。目前,世界上已发现许多大裂谷,例如,德国的莱茵裂谷,俄罗斯西伯利亚中部的贝加尔裂谷,美国中西部的里奥格兰德裂谷,横切日本的中央裂谷,纵贯菲律宾的菲律宾大裂谷,还有我国东部的郯庐大断裂等,其中有不少与东非裂谷的规模不相上下,有些与大洋的中央海岭也有联系,有的以湖泊形式出现,有的为断裂山谷,有的一部分为边缘海。如果认为这些大裂谷地区都会扩展为海洋,显然是不可能的,所以红海地区未必扩展为新的大洋。
再一个问题是,红海或者东非大裂谷不断扩宽的内应力是什么呢?对于这一点,学者们的看法完全不同。一些学者认为,炽热软流圈物质的上涌是大陆分裂的基本动力。从空中遥望,东非裂谷宛如被利斧劈开的地球上的巨大伤痕。人们有理由认为,这是大陆被张裂开的地方,不过这里的大陆还没有完全断开,洋盆尚未形成,所以,地质学家们把东非裂谷视为正在孕育中的洋盆胚胎期。如果大陆岩石图进一步拉薄,最终完全拉开,并且进一步扩展,来自软流圈的玄武质岩浆就会上浸到裂口处,冷凝成玄武岩质的大洋型地壳,形成今天的红海。这是人们用软流圈上涌理论得出的一种解释。
资料显示,红海新洋壳的形成约有几百万年的历史,亚丁湾的形成历史更早,其两侧非洲与阿拉伯的分离已有1000万年之久。东非裂谷周缘的东非高原,有非洲屋脊之称,它的巨大高度也能证明岩石圈在炽热的上涌软流圈作用下抬升的结果。由于温度升高,又使大陆岩石圈的强度降低,最后大陆会沿长长的断层发生张裂和陷落。这大概就是红海和亚丁湾这个年轻的海盆扩展发育的地质历史过程。这是软流圈上涌理论的极好例证。
但是,另一些学者提出了完全相反的看法。他们认为,大陆的分裂是岩石圈板块相互作用所产生的应力造成某一板块破裂所致。软流圈上涌是岩石圈相互作用的结果,不是起因。支持这一看法的例证也不少。例如,印度板块撞击亚洲大陆主体导致后者破裂,这就是贝加尔裂谷的起因;在沿阿尔卑斯山脉板块碰撞力的作用下,导致欧洲莱茵裂谷的形成。这两条裂谷均形成于新生代早期,确与相应的大陆碰撞同时发生。
一旦大陆开始张裂,被岩石圈禁锢的软流圈物质便会沿着裂谷地带“被动”地上涌。这就是说,是岩石圈破裂引起软流圈上涌。这与前面提到的软流圈上涌导致大陆岩石圈破裂的观点正好相反。这里就有一个令人迷惑不解的问题,究竟是哪一种作用在先?或者说,是两种作用相辅相成呢?
今天,我们在研究红海、亚丁湾有可能成为未来新洋盆的时候,应当对其大陆分裂的主要动力作出具体分析。即使我们赞成软流圈上涌是大陆分裂的重要动力,那么,人们也要提出,为什么软流圈会在红海、亚丁湾而不在地球别的地方上涌?在东非大裂谷这个地方,究竟是什么力量推动软流圈物质上涌?或者说,东非大裂谷的形成和某个岩石图板块相互作用真的无关吗?假如有关系,又是哪块岩石圈在起主要作用?所以,红海、亚丁湾,或者说东非大裂谷能否真正成为未来的大洋,还有待于科学家们作进一步的研究。
海水的咸味之谜
大家都知道,海水是咸的。其原因是海水中含有各种盐分。根据科学测定,平均每1000克海水中含35克盐。地球上,海洋中蕴含大量的盐类物质。有人估计,如果把海水中所有的盐分都提取出来,铺在陆地上,可得到厚153米的盐层;如果铺在我国的国土上,可使我国平均高出海面2400米左右。
海洋刚形成时,海水和江河湖水一样,是淡的。后来,雨水不断地冲刷岩石和土壤,并把岩石和土壤中的盐类物质冲入江河,而江河的水流到大海,使海洋中的盐分不断增加。与此同时,海中水分不断蒸发(盐几乎不会蒸发),这就使盐的浓度越来越大。当然,这个过程是很漫长的。
那么,海洋是不是会越变越咸?含盐量高达25%的死海似乎肯定了这种推测。
其实不然。因为海洋也有“释放”盐分、把盐分“归还”陆地的“绝招”。具体来说,主要有以下几种方法。
当海洋中的可溶性物质(含盐类物质)浓度达到一定程度时,可溶性物质会互相结合成不溶性化合物,沉入海洋的底部。
海洋中的生物体内吸收了一定的盐类物质,当海洋生物死去后,它的尸体沉到海底。
台风暴发时,狂风巨浪会把海水卷到陆地上,海水中的盐类物质也被带到陆地。
此外,从漫长的陆地变迁历史看,有些海洋的海湾地带,由于地壳的升高而与海洋隔断。这些地带就像与大海母亲失散的“游子”,而在太阳光的“肆虐”下,变成陆地,留下大量盐分。
海水不能变咸,是不是会越变越淡呢?
这也不大可能。总的来说,海水的咸度会保持相对的平衡状态。当然,这不排除在某一个海域某一段时间,海水会变咸或变淡。
海水会不会越来越咸
海水为什么是咸的?它会不会随着时间的推移变得越来越咸?多少年来,人们一直没有一个共同的观点。
海水之所以咸,是因为海水中有3.5%左右的盐,其中大部分是氯化钠,还有少量的氯化镁、硫酸钾、碳酸钙等。正是这些盐类使海水变得又苦又涩,难以入口。那么这些盐类究竟从哪里来呢?有的科学家认为,地球在漫长的地质时期,刚开始形成的地表水(包括海水)都是淡水。后来由于水流侵蚀了地表岩石,使岩石的盐分不断地溶于水中。这些水流再汇成大河流入海中,随着水分的不断蒸发,盐分逐渐沉积,时间长了,盐类就越积越多,于是海水就变成咸的了。如果按照这种推理,那么随着时间的流逝,海水将会越来越咸。
有的科学家则另有看法。他们认为海水一开始就是咸的,是先天就形成的。根据他们测试研究发现,海水并没有越来越咸,海水中的盐分并没有增加,只是在地球各个地质的历史时期,海水中含盐分的比例不同。
还有一些科学家认为,海水所以是咸的,不仅有先天的原因,也有后来的因素。海水中的盐分不仅有大陆上的盐类不断流入到海洋中去,而且在大洋底部随着海底火山喷发,海底岩浆溢出,也会使海水盐分不断增加,这种说法得到了大多数学者的赞同。
还有一些科学家以死海为例指出,尽管海洋中的盐类会越来越多,但随着海水中可溶性盐类的不断增加,它们之间会发生化学反应而生成不可溶的化合物沉入海底,久而久之,被海底吸收,海洋中的盐度就有可能保持平衡。
总之,海水为什么是咸的,它会不会越来越咸?这还需要科学家们的不断探索和研究。
威力巨大的海洋台风
人们有时会在热带洋面上发现一种状如蘑菇的强烈气旋,其直径通常在几百千米以上,云层高度在9千米以上,这就是台风。它带来的涌浪、暴雨和风暴潮,对海上航船和海岸设施破坏极大。
台风可分为台风眼区、台风涡旋区和台风外围区。台风眼区是台风的中心部分,这是一个相对稳静、具有少云或无云天气的空心管状区,直径在10~60千米,气压极低,且稳定少变,四周被高高的云墙所环绕。这里的海面状况十分恶劣,对船舶危害极大的金字塔浪,往往出现在这里。台风涡旋区是绕台风眼周围的最大风速环形区,这里高大宽厚的云墙宽达几十千米,它的半径约100千米,在该区40米/秒~60米/秒的大风是常见的事,曾出现过100米/秒以上的强风。台风外围区是台风的边缘大风区,这个区域内的天气乱云翻滚,雨量时大时小,时降时停,风力向台风中心逐渐增大,气压降低。
1935年9月26日,日本海军第4舰队在三陆冲海面行进时突遇台风,但他们迎着狂风恶浪仍按原计划前进、当时台风中心最大风速达40米/秒,最大浪高在14米以上。舰队横穿台风,进入台风眼。结果38艘军舰遭到狂风巨浪的袭击,“初雪”号和“夕雾”号驱舰被拦腰切断,“望月”号舰桥断裂,进入危险半圆的水雷舰全部覆没,14艘5000吨以上的大型舰艇也都遭到不同程度的破坏,人员大量伤亡,损失极为惨重。
日本的中部和关东地区在1958年9月26日遭到了台风袭击。台风带来的暴雨使伊豆狩野河大堤决口,伊豆北部平原成为一片汪洋,5000人随即命丧黄泉。名古屋市和四日市等地的海岸线上洪水滔滔,5000人再次被洪水卷走。这股来自伊豆湾的台风,使人们不仅知道了台风的可怕,也尝到了海啸的滋味。
1954年的9月26日也曾刮过一场台风,那次台风从日本本土横贯而过后,又折回来袭击北海道,巨大的风浪把8000吨级的青函联运船“洞爷丸”号掀了个底朝天,1300多人葬身海底。“洞爷丸”并不是一艘普通船,而是令全体船员自豪的优质船,并且船的操纵设施也十分先进。当时,在函馆海面不仅有“洞爷丸”,还有许多青函货物联运船,这些船也在顷刻之间颠覆沉没。
1970年11月发生在孟加拉国的台风是近代最严重的台风灾害。这个在孟加拉湾强烈发展的台风,中心气压低至940百帕,最大风速达120节(62米/秒)。它于11月12日夜间到13日凌晨,在吉大港附近的哈提亚登陆,猛烈袭击了孟加拉沿海。狂风、暴雨、大海潮,吞没了无数岛屿、渔村和农庄。由于那两天正好是阴历十月十四和十五,赶上了天文大潮,加上风暴潮水,潮位最高超过6米,滔天巨浪把许多还在酣睡的人席卷吞噬。在短短的时间里,就有30多万人丧生,几千万人流离失所。整个人口稠密的恒河三角洲瞬间变成一个惨不忍睹的人间地狱。其遭受经济损失之巨大,是难以估量的。
魔海形成之谜
为了解开马尾藻海的形成之谜,1925年美国生物学家威廉·比勃博士率领探险船“阿克乔尔”开始了对马尾藻海的科学调查。尽管“阿克乔尔”号是一艘不足500吨的木制小船,但它却可以为在马尾藻海进行探险考察提供各种服务。首先,该船设计得很独特,它的船体装着带刃的金属物,足以切开密密麻麻的果囊马尾藻。其次,船的推进器也经过了一番特殊处理,能有效地防止海草的纠缠。再次,船底还安装了锋利的玻璃片。为了能看清海中的生物,船上还安装了强光灯。
正是依靠这些独特的装置,“阿克乔尔”号才能在马尾藻海安全航行了6个月之久,进行了多学科的海洋考察,发现了许多稀有海洋生物。
以前,人们普遍认为,马尾藻海中的海草,只不过是生长在西印度群岛一带的海草,被暴风雨所席卷、漂流后滞积在马尾藻海的。比勃博士的考察表明,马尾藻海的海草是当地土生土长的独特的海洋生物。例如,一种小鱼,它的体色、模样均和果羹马尾藻相似。正是依靠这种出色的保护方法,这种鱼才达到了生存的目的。
比勃博士后来又乘坐深海潜水球“巴切斯菲”号潜入海底考察。这两次的“魔鬼海”探险,使他的名字传遍全球。
在第二次世界大战中,英国奥兹明少校曾亲自驾船体验了“魔鬼海”的恐怖。
当他进入马尾藻海后,只见一片绿野发出令人作呕的奇臭,海藻的表面有极大的黏性,吸住人的手后,会拉出一道血痕。
到了晚上,这些海草像蛇一样爬上船的甲板,似乎要将船裹住不放。为了航行,奥兹明只好把这些海草扫掉。但是,扫掉前面的,后面又跟着不断伸来,结果,越来越多。一会儿海草就爬满了甲板。经过一番艰难困苦的搏斗,奥兹明筋疲力尽地逃出了魔藻海。
海鸣是怎么回事
神秘莫测的大海经常会发出各种各样的声音,这些声音统称为“海鸣”。但海鸣的声源在哪里呢?有些海鸣的声源是众所周知的,比如波浪翻腾和惊涛拍岸发出鸣响,大气降水、地震和火山活动引起鸣声,鱼类和其他海洋生物发出的声音等等。但有些海鸣的声源至今还是个谜。在我国广东省湛江硇洲岛的东南海面,每当风云突变,天气异常,风暴即将到来时,海面上就会发出一阵阵有节奏的呜呜呜声地响。这声音好似闷雷滚动,一高一低,错落有致。据当地老人说,在很久以前建造硇洲岛国际灯塔的时候,法国人把一个大水鼓沉放在水中,水鼓相当于海况探测报警器,专门作海上天气预报用的,它能随时向人们发出风浪异变的信息,这呜呜呜的声音就是它发出来的。可是,谁也没看见过那沉放在水中的石鼓,更不知道它被放置在什么地方,有关部门曾专门派出船只到硇洲岛东南一带的海域巡视搜索,结果什么也没发现。
1969年,有人曾在这片海域发现过一群海猪正在游动,于是,当地人就认为海鸣有可能是海猪的嚎叫声,但在没有海猪活动的地方也有海鸣的产生,很显然这种说法是错误的。
1976年,硇洲岛东南海上的海鸣声比以往减弱了,于是,持“水鼓说”的人认为,这是由于水鼓年代太久,从而导致其功能日益减退。持“海猪说”的人则认为,这是由于近年来人们在这一带海域的活动明显增加,影响了海猪的正常活动和生活,使海猪迁移的结果。
两种说法看上去似乎都有一定的道理,硇洲岛东南海上海鸣的声源究竟在哪里,至今仍是一个谜。
海雾之谜
海雾大致有两大类,它们均是在海洋直接影响下形成的。其一是受海面因素影响而形成的雾,如平流雾、蒸汽雾、混合雾、辐射雾等;其二是在天气系统影响下产生的雾,如雨雾等。
当暖空气从温暖的水面流向冰水面时,暖空气就会冷却降温,凝结出水汽,继而以液体水滴的形式悬浮在空中。这种大大小小的水滴越聚越多,便形成了雾,直接影响了空气的透明度。由于这种雾主要是靠暖空气在冷海面上的平流运动形成的,所以叫做平流雾。在海洋上的雾,绝大多数都是平流雾。这种雾随风飘移,分布范围广、持续时间长、浓度大,常常给行船造成灾难。
当冷空气到达暖水面时,由于海水温度高于气温,海面上的水汽压力大于空气水汽压力,造成水面强烈蒸发,水汽进入冷空气中。当冷空气中的水汽达到饱和状态时,水汽就凝结出小水滴,越来越多的小水滴聚集漂浮在低空,便形成了蒸汽雾,使能见度降低。
海洋上空的降雨,降至低空时,因低层温度增高而使雨滴蒸发,提高了低层空气的温度。同时,又有冷空气流入,与低层暖湿空气混合,使暖湿空气饱和,从而形成了混合雾。混合雾与蒸汽雾不同,它的水汽主要来源于降雨。如果没有降雨,两种温差较大而又比较潮湿的空气相互混合,有时也能形成混合雾。
当海洋水面被一层悬浮的物质或冰层覆盖时,这层覆盖面在夜间辐射冷却很快,使贴近海面较暖的空气凝结出水滴,就会产生辐射雾。
雨雾是随同降雨而来的雾。这种雾与混合雾一样,水汽都来源于雨滴。但雨雾形成过程中不需要借助于外来冷空气的混合,仅靠雨滴的蒸发即可形成。
海水涨落之谜
在海滨的沙滩上,经常能看到一些人弯着腰,甚至蹲在那里,捡拾各种漂亮的贝壳,有时还能捡到海藻或海蜇、海星、海胆……可是过了一段时间,海浪吐着白色的泡沫,翻腾着向岸边扑来,海水把沙滩淹没了,人们被迫后退。过了一些时间,海浪失去了势头,又悄悄地退去,那条宽展平坦的沙滩又露出了水面,沙滩上面留下一簇簇刚刚被海浪推上来的大大小小的贝壳。海水都按照差不多相同的时刻涌上来,退下去。
人们把这种海水定时涨落叫作涨潮和落潮。白天的海水涨落叫潮,夜晚的海水涨落叫汐,总起来,人们就把海水水位有规律的涨落叫作潮汐现象。
海水为什么能遵守时间地涨落呢?
原来,这是月亮和太阳对海水的吸引造成的。万有引力定律是这现象的根本原因。宇宙中一切物体之间都是相互吸引的,引力的大小同这两个物体质量的乘积成正比,同他们之间距离的平方成反比。
月亮和太阳对地球的引力,在陆地和海洋两部分的任何一点上都是一样的。但是,由于陆地地面是固体的,引力带来的表面变化不容易看出来,而海水是流动的液体,在引力的作用下,它会向吸引它的方向涌流,所以形成明显的涨落变化。
太阳虽然比月亮大得多,可是它和地球之间的距离毕竟太远了,所以月亮对海水的吸引力要比太阳大得多。海水涨落的主要动力是月亮的引力。
地球上,面对月亮的这一面接受月亮的引力,引力的方向是指向月亮中心的。而背着一面,则产生了相应的变化,使得面对月亮或背着月亮的地球两侧的海洋水位升高,出现涨潮。与此同时,位于两个高潮之间部位的海水,由于向涨潮的地方涌去,会出现落潮。
地球在不停地自转,对某一个地方来说,每天都要面向月亮一次和背向月亮一次,所以一般来说,要出现两次涨潮和两次落潮。
太阳对海水的引力虽然小,可是也有一定的影响。主要由于月亮的引力而引起的潮汐现象,因为太阳引力的参与,太阳引力和月亮引力共同发挥作用,就使得海水的涨落过程变得复杂了。
农历每月初一或十五的时候,地球和月亮、太阳几乎在同一条直线上,日、月引力之和使海水涨落的幅度较大,叫大潮;而当农历初八和二十三的时候,地球、月亮、太阳三者之间的相对位置差不多成了直角形,月亮的引力要被太阳的引力抵消一部分,所以海水涨落的幅度比较小,叫小潮。
涨潮落潮的次数,潮的大小,还要受海岸地形、气候等各种因素的影响。所以有的地方一天有两次涨潮,两次落潮;有的地方只有一次涨潮,一次落潮;前者叫半日潮;后者叫全日潮。还有的地方潮水涨落情况要更复杂一些。如果两个相邻的高潮之间和相邻的低潮之间,时间不均等,这叫做混合潮。
浙江省杭州湾的钱塘江潮就是由于受海岸地形的影响而形成的一种特殊类型的涌潮。钱塘江口宽100千米,而江道河面仅宽四五千米,呈喇叭口状。涨潮时,海水沿河而上。受两岸渐狭的江岸束缚,形成涌潮。河口底部因泥沙沉积而隆起形成的“沙堤”,更激起潮水上涌,形成雄踞江面的一道水墙,怒浪排空,如万马奔腾,场面十分壮观。
人们认识了海水按一定时间涨落的规律,就可以利用潮汐的能量,修建电站,提供无污染的能源。世界上规模最大的潮汐电站修建在法国朗斯河上。这个潮汐电站于1961年开始建设,1967年竣工,发电能力24万千瓦。我国在山东省乳山县也成功地修建了实验性的潮汐电站。
无风三尺浪之谜
“无风三尺浪”是人们对海洋的描绘。这不是同“无风不起浪”有矛盾了吗?不,在广阔的海洋上,即使在无风的日子里,大海也还在那里波动着。
这是什么道理呢?原来,风虽然停了,大海的波浪还不会马上消失。何况,别处海域的风浪也会传播开来,波及到无风的海面,“风停浪不停,无风浪也行”。这种波浪叫涌浪,又叫长浪。
比起风浪来,涌浪一起一落的时间长,波峰间的距离大,波形又圆又长,较有规则,波速很大,能日行千里,远渡重洋。西印度群岛小安得列斯群岛的居民常常会发现高达6米多的激浪拍打岸边,时间长达连续两天或更长的时间。奇怪的是,这时加勒比海并没有什么风暴,这真是个无法解开的谜。后来,科学家经过长期观察和研究,发现这是来自大西洋中纬地区传来的风暴涌浪。
飓风和台风会掀起涌浪。狂风会造成海水涌积,同时风暴的低气压区海域海面受了压力影响,海水也会暂时上升。当台风风速同潮水波浪的推进速度接近时,会产生共振作用,推波助澜,把涌浪越堆越高。当大涌浪传到近海岸时,由于岸边水浅,波浪底部受海底的摩擦,波峰比波谷传播得快些,波峰向前弯曲、倒卷,水位猛烈上升,甚至冲上海岸席卷岸边的建筑物和船只,造成灾难。
海上风暴所引起的巨浪,传到风力平静或风向多变的海域时,因受空气的阻力影响,波高减低,波长变长,这种波浪的传播速度比风暴中心的移动速度快得多。如果说风浪可以追赶军舰的话,那么,涌浪就可以同快艇赛跑了。因此,涌浪总是跑在风暴前头,人们看到涌浪,就知道风暴快来啦。“无风来长浪,不久狂风降”,“静海浪头起,渔船速回避”,这是我国沿海渔民的谚语,也是观天测海经验的概括。
海底火山爆发和地震引起的涌浪,传播的速度更快了。1960年5月23日,日本群岛东岸一片平静安谧的景象,当时已得到智利地震的有关资料,不少人淡然置之。谁知20个小时后,排山倒海般的涌浪,远涉重洋到达夏威夷群岛、菲律宾群岛和新西兰。日本群岛海岸在涌浪袭击下,有1000多户房屋被卷走,2亿公顷土地被淹没,甚至渔船被掀到了岸上。远离智利16000千米的勘察加半岛以东海面,也掀起了汹涌的浪涛。
原来,这是智利地震引起的海啸涌浪。它以时速800千米横渡太平洋,来到这些地方。1960年5到6月间,智利沿海海底发生了200多次大大小小的地震,5月22日下午6时许(格林威治标准时间),爆发了新的强烈地震,波及15万平方千米的地区,一些岛屿和城市消失了,全国2万多的人口受到影响,地震又引起海啸,智利沿岸500多千米范围内,涌浪高10米,最高达25米,使南部320千米长的海岸沉浸于海洋之中。
为了同风浪和涌浪作斗争,人们设计了水翼船、气垫船、双体船、竖立船等,以减少海浪对船体的影响。人们还利用浮标、飞机、卫星等来观测海浪,作出预报,供船只在海上选择适当的航线和航速。
海流之谜
1856年,一艘在大西洋上航行的双桅帆船遇到了一场特大风暴,帆船被巨浪打坏,在汹涌的海面上挣扎了一番以后,被漂到比斯开湾的平静岸边,抛锚停泊。水手们利用停航的空隙上岸打猎游玩。回船时,海上又刮起了一阵大风,海面重新动荡起来。为了帆船的安全,水手们在海滩上铲运海沙压舱。铲运了一阵,突然一名水手发现沙层中有一颗黑色的圆球,水手们十分惊奇。大家围拢过来,一看,圆球外表涂满了沥青,再剥开来,原来是一颗椰子壳。好奇怪呀!这里是一片荒滩,没有任何树木,更看不到椰子树。那么是谁带来的呢?大家疑惑着。还是一位年长的水手有主意:“劈开看看。”于是,另一位水手飞快地从船上拿来斧头,劈开一看,“哇!有一卷书。”水手们齐声喊起来。
“书?!”水手们又惊奇了。
“是的,一卷书!”
再仔细一看,原来是一卷羊皮纸,上面写满古体字。经过一番翻译,才知道这是1498年意大利航海家哥伦布在第二次西航途中给西班牙国王和王后的一封信。信中报告了与他同行的一艘帆船沉了,另一艘帆船的船员不服从他的命令,反叛了。这份重要报告没有能够送到国王手里,倒是漂到这个荒凉的海滩上,沉睡了358年!
是哪一位“绿衣使者”把这封信送到这海滩上来的呢?
是跳跃不停的海浪,还是涨落的潮流?都不是。它是海洋中的“河流”——海流带来的。
长期与海洋打交道的海员和渔民都知道海洋中有海流存在,它们像陆地上的河流,日复一日沿着比较固定的路线流动着。只是河流两岸是陆地,河岸就像是固定的目标可做比照,一望就知道河流是在流动着,海流两边仍然是海水,肉眼很难把它分辨出来,因而在很长一段时间里,海流没有被人们发现。只是在远洋航海开展以后,人们才得到点滴的资料和对海流的某些粗浅而片面的认识,其中还夹杂了不少神话般的传说。
人们为了认识海流,从18世纪末期起,便开始利用一种叫漂流瓶的进行对海流的观测。在这种漂流瓶里装有一封信,信上写了该瓶的投放者、投放的时间和地点等,并要求拾到者向投放者报告拾到的时间和地点。1899年,人们在阿拉斯外海投放的漂流瓶,经过6年的漂流,流到与它相距4000多千米的冰岛沿岸。它告诉人们,海水平均每天流过2.8千米。1962年6月,人们又在澳大利亚的佩思附近的海域投放了一批漂流瓶,5年后,其中一些漂流瓶漂到了美国佛罗里达州的迈阿密。科学家估计,这些瓶子是从佩思经印度洋过好望角,沿非洲北上,横渡了大西洋。行程约14000千米,平均每小时流过0.37千米。100多年来,人们总共投放了约15万个漂流瓶,进行着海流的观测研究,从而知道了整个海洋中约有32条海流,其中最大的海流,宽数百千米,长上万千米,规模非常巨大。它们把热带高温的海水带向寒带水域,又把寒带海域的冷水带向热带。就在它们运动中,不断影响着沿途的气候。船员们也就利用这种海流流动的本领进行送信件、递情报,渔民们还利用它测报鱼群的动向,配合渔船捕鱼呢。
海岛形成之谜
在茫茫的大洋上,碧波里涌出一片陆地,船舶可以在此停泊、补给,飞机可以着陆,人员可以登岸休整,多么叫人喜欢。地球上巧妙地撒布了这些“明珠”,给人类以莫大方便,赛似千里沙漠上的点点绿洲。
是什么力量造就了这些岛屿?尽管海岛面貌千姿百态,人们仍然能够找到其中的规律性。它们万变不离其宗,或是从大陆分离出来,或是由海底火山爆发和珊瑚虫构造而成。前者姓“陆”,地质构造与附近大陆相似;后者姓“海”,地质构造与大陆没有直接联系。据此,海岛分成大陆岛、火山岛、珊瑚岛、冲积岛四大类型。
第一种类型大陆岛。它是大陆向海洋延伸露出水面的岛屿。世界上比较大的岛基本上都是大陆岛。它的形成有三种原因:一是地壳运动,中间接合部陷落为海峡,原与大陆相连的陆地被海水隔开,成了岛屿。世界上最大的格陵兰以及伊里安、加里曼丹、马达加斯加等岛,世界最著名的日本列岛、大不列颠群岛、马来群岛等群岛,我国的台湾岛、海南岛,都是这样形成的;二是冰碛物形成的小岛。远古冰川活动时期,冰川夹带大量碎屑在下游堆积下来,后来气候回暖,冰川消融,海面上升,冰碛堆未被淹没,成了岛屿。挪威沿岸、波罗的海沿岸、美国和加拿大东部交界处沿岸的小岛,就是这样形成的;三是海蚀岛。它非常靠近大陆,两者高度一致,仅仅中间隔着一道狭窄的海峡;那海峡是海浪经年累月冲蚀的结果。这类岛屿为数不多,面积也很小。
第二种类型火山岛。它是海底火山露出水面的部分。岛貌峻拔,与大陆岛、珊瑚岛有明显的不同。当初,火山隐没水下,经过不断喷发,岩浆逐渐堆积,终于高出水面。世界海底山脉最高峰的冒纳开亚火山,就是火山岛夏威夷岛的主峰,其海拔高度4205米,水下部分还有5998米,总高10203米,比珠穆朗玛峰还高1355米!世界第十八大岛、面积为10.3万平方千米的冰岛是上千个海底火山喷发形成的。夏威夷群岛成直线排列,是一列海底火山喷发形成的。阿留申群岛成弧形排列,是成列环状海底火山喷发而成的。
第三种类型珊瑚岛。它只存在于热带、亚热带海域。在海底丘地或海底山脉山脊上,有大量珊瑚虫营巢生活,同其他壳体动物构成庞大的石灰质巢体。旧的死亡,新的又在残骸上继续生长,不断向海面推进。在最适宜的条件下,一千年才能长高36米,长到海水高潮线就停止生长了。大海几经沧桑,或地壳上升,或海水下降,珊瑚礁露出水面便成了岛屿。全球珊瑚礁的面积达2700万平方千米,相当于欧洲、南美洲面积的总和,但其绝大部分没于水下,出露为岛的面积并不多。太平洋的加罗林群岛、马绍尔群岛,印度洋的马尔代夫,我国的南海诸岛,都是典型的珊瑚岛。
第四种类型冲积岛。它位于大河的出口处或平原海岸的外侧,是河流泥沙或海流作用堆积而成的新陆地。世界最大的冲积岛马拉若岛,是世界第一大河亚马逊河的河口岛,面积40万平方千米,列为世界第三十大岛。我国长江口的崇明岛、长兴岛,黄河口的孤岛,都是冲积岛。加拿大东岸的塞布尔岛,美国东海岸的特拉斯角,我国的苏北沙洲,都是海流加上风力堆积而成的沙滩,其位置不固定,成为航行的危险区。
除上述大自然形成的四类海岛外,人们还动用现代科学技术筑造了人工岛屿。这类岛屿为数不多,面积极小,但经济意义很大,前景可观。今后还将摆脱泥沙岛的窠臼,构筑巨大的钢铁浮体,在海上建设工厂、展览馆、公园、旅馆以至整个城市,大大扩展人类活动的基地。
海岛有消有长。有些在火山、地震、水流或人力破坏下缩小或消失了;有的则在扩大,有的海域冒出了新岛。珊瑚岛倘能得到良好的保护,一般都能缓慢扩大面积,可惜不少珊瑚礁已被采来建房、筑路或烧石灰,使珊瑚虫千百年的劳动成果毁于一旦。荆冠海星是珊瑚礁的大敌,世界上已有10%左右的大环礁给它吃掉了;有的岛屿下面被吃空,地面塌陷。人类应该像灭蝗一样来扑灭荆冠海星。海底火山爆发,常常给人类增添一些新岛。1973年,日本一座0.08平方千米的西之岛附近海底火山爆发,堆出一个比旧岛大三倍的新岛,最终连在一起。冰岛南岸32千米外122米深的海底,1963年火山爆发,到1967年共喷出7000万立方米碎屑,流出3000万立方米岩浆,造出一座2.8平方千米、海拔178米的新岛——苏尔特塞岛。
海水为什么会发光
1975年9月1日傍晚,在江苏省近海朗家沙一带的海面上出现了奇特的亮光,亮光随着波浪的起伏,就像燃烧的火焰那样不停地翻腾着,直到天亮才慢慢消失。第二天夜晚,亮光再次出现。以后每天夜晚,亮度都逐日加强。到第七天,比前一天更亮,海面上出现很多泡沫,当渔船驶过时,激起的水流如同灯光照耀一样,特别明亮,水中还有珍珠般闪闪发光的颗粒。几小时后,这里发生了一次地震。
这种海水发光的现象,被称之为“海火”,它常出现在地震或海啸之前。1976年7月唐山地震的前一天晚上,秦皇岛、北戴河一带的海面上也出现过发光现象。1933年3月3日凌晨,日本三陆海啸发生时,人们看到了更奇异的“海火”。波浪底下出现了三四个草帽般的青紫色圆形发光物,排成一排向前移动。后来,互相撞击的浪花搅碎了这些圆形发光物。
“海火”是怎样产生的?大多数人认为这与海里的发光生物有关。海水里的发光生物因受到扰动而发光是早为人们熟知的现象。发光生物种类很多,除甲藻外,还有许多细菌和放射虫、水螅、水母、鞭毛虫,以及一些甲壳类、多毛类等小动物。因此人们推测,当海水受到地震或海啸的剧烈震荡时,便会刺激这些生物,使它们发出异常的光亮——“海火”。
一些学者却另有说法。他们指出,在狂风大浪的夜晚,大海也同样受到扰动,而为什么不产生“海火”呢?
美国一些学者通过实验发现,当强烈的地震发生时,频频出现的岸石破裂,人们会看到耀眼的光亮。所以,他们认为,地震“海火”的产生与岩石破裂有关。但海啸(地震海啸除外)发生时,并没有大量的岩石爆裂,“海火”又是如何产生的呢?
一些人认为,“海火”作为一种复杂的自然现象,很可能有多种成因,生物发光和岩石破裂发光只是其中两种成因。除此之外,可能还有其他成因。究竟还有些什么成因,至今还是一个待解的谜。
深海潜流是怎样形成的
在海洋的深处,有流量很大的潜流。
许多科学家推断,在海面下几百米的深处,海水流势减弱,到了海面以下几千米处,海流已不复存在。
现在科学考察已经证明,上面的推断有很大的局限性。过去,科学界所知道的是在太平洋海面上从南纬20度到北纬20度的海域,也就是“南北赤道海流”范围内的海水都从东向西流动;但在北纬7.5度附近的海域里,有一股长10000多公里带状的狭窄赤道逆流形成,是从西向东流动的。这股逆流,在海面下深约100米的水层中,逐渐减弱消失。
可是,1950年科学家汤森·克隆威尔新发现的赤道潜流,出乎人们预料,在海面200米深处海流幅宽达300公里,而且在100米深处的流势最为强大,中心流速每秒可达150厘米。后来这股海流被称为“克隆威尔逆流”。“克隆威尔逆流”从西经92度到东经160度,总长为6500海里。它一般都在赤道海面上流动,有时也浮到海洋表面漂荡。
1955年,在汪洋大海里,德国海洋学家卫斯特发现在接近南美沿海约几千米深水层中,有一股流势特别惊人的巨大潜流。这股潜流在南大西洋、巴西和阿根廷海域内,靠近南美大陆,在1500至4000米深处,幅度很小,卫斯特已经测定,在巴西海域的海面下1500至4000米深水层中,它的流量比黑湖还大。奇怪的是,在对岸的非洲海域,却观察不到任何海流的迹象。
海洋里共有多少潜流、逆流以及它们的成因等问题,目前尚未找到答案。
海水“密度跃层”的探索
100多年前,在大西洋西北洋面上,有一艘渔船正在进行捕捞作业。渔船把网撒到海里,便拖着渔网前进。突然,船速明显降低,仿佛从沙滩上奔向大海的人,一下水就走不动似的。
船员们大吃一惊,脑海里立刻闪现出一系列海怪的传说,莫非自己的船被海怪攫住了,恐怖感立刻笼罩全船。
船长命令全速前进。可是任凭机器怎么吼,螺旋桨怎么转,这船却一步也不能移动了。会不会是渔网拖住了什么东西?
船长下令:“收网!”
船员们拼命地往上拉渔网。可是,越拉,大家越害怕:从来都是撒开的渔网,今天却被卷成长长的一缕,仿佛有一只巨手扯着渔网,要把渔船拖向可怕的深渊。
“弃网!”船长胆怯地下令。
船员们操起斧头,三下两下就把渔网砍断了。然而,这一切都无济于事,渔船仿佛被粘性无穷的胶水粘住了,一点也动弹不了。
船员们惊恐万状,有的祈祷上帝保佑,有的哀求海怪宽恕……
正当船员们绝望的时候,突然有人发现渔船开始动弹了,起先是慢慢移动,接着越来越快,终于脱离了这个令人恐怖的地方。
渔船返港了。船员们向亲人诉说着这次奇遇。可船为什么会被海水“粘”住?他们除了解释是海怪作祟外,谁也说不清到底是怎么回事。
无独有偶,海水“粘”船的事也被挪威著名探险家南森遇到了。
自小就立志做一个北极探险者的南森,为了证实北冰洋里有一条向西的海流经过北极再流到格陵兰岛的东岸,不顾亲人的劝阻,设计制造了一条没有龙骨、没有机器的漂流船。这条船好像切成两半的椰子壳,船壁坚厚,船头上伸出一根又粗又硬的长角。南森给船命名为“弗雷姆”号,翻译成中文就是“前进”号。
1893年6月19日,南森率船从奥斯陆港出发向北极方向驶去。8月29日,当船行驶到俄国喀拉海的泰梅尔半岛沿岸时,突然走不动了,船被海水“粘”住了。
顿时,船上一片混乱,有的在绝望地呻吟,有的人在祈祷:“死水,死亡之水呀,我们就要葬身在这里了,上帝救救我们吧!”
毕竟是探险家,南森却没有一丝惊慌的表情。他环视了海面。只见四周风平浪静,离岸也很远,不是搁浅,也没有触礁。那么,问题出在哪里呢?南森想,可能就是碰上传说中的“死水”了。他认真测量了不同深度的海水,记录下了观测的结果。
船员们对南森的行动不解,有人问:“队长,你在海水里测了半天,这到底是怎么回事?海水里有海怪吗?”
南森回答道:“不是海怪作祟,这‘死水’的奥秘总有一天会弄明白的。”
不一会儿,海上刮起了风,“弗雷姆”号风满帆张又开始移动。船员们欢呼雀跃,庆幸自己死里逃生。
此时,南森仍在琢磨着。他发现,当船停在“死水”区不能挪动一步时,那里的海水是分层的,靠近海面是一层不深的淡水,下面才是咸咸的海水。他想,船被海水“粘”住的原因可能在此。
南森在寒冷的北极海洋中漂流了3年零2个月,终于弄清了北冰洋中心区的冰层和极地冷水下面,确实有大西洋流来的一条海流;同时,他还总结了浮冰的规律。
1896年8月15日,南森经历了千辛万苦之后,终于回到了挪威。他没有陶醉在一片恭维声中,而是请来了海洋学家埃克曼,共同探索“死水”的奥秘,终于弄清了其中的道理。
原来,海水的密度各处不同。一般说来,温度高的海水密度小,而温度低的海水密度大;盐度低的海水密度小,而盐度高的海水密度大。如果一个海域因有两种密度的海水同时存在,那么,密度小的海水就会集聚在密度大的海水上面,使海水成层分布。这上下层之间形成一个屏障,叫“密度跃层”。这“密度跃层”有的厚达几米。这种稳定的“密度跃层”可以把海水分成两种水团,分别位于跃层的上下,并以跃层作为界面。如果有某种外力(如月亮、太阳的引潮力,风、海流的摩擦力等)作用在界面上,界面就会产生波浪。这种波浪处于海面以下,人的肉眼完全看不见,因此称之为内波。
在海岸附近,江河入海口处,常常形成“冲淡水”,盐度和密度显著降低,它们的下面如果是密度大、盐度高的海水,就会形成“密度跃层”。夏季寒冷地区海上浮冰融化了,含盐低的水层浮动在高盐高密度的海水之上时,也会形成“密度跃层”。南森遇到的就是后一种情况。
一旦上层水的厚度等于船只的吃水深度时,如果船的航速比较低,船的螺旋桨的搅动就会在“密度跃层”上产生内波,内波的运动方向同船航行方向相反,内波的阻力就会迅速增加,船速就会减低下来,船就像被海水“粘”住似的寸步难行。当年南森的“弗雷姆”号被“粘”住时,船速就由4.5节突然降低到1节。后来,是风的推力超过了内波的“粘”力,才使南森的船脱险。
“死水”区的内波,由于水质运动的方向不同,不但会把渔船的渔网拧成一缕,还会使船舵失灵,甚至会使船只迷航。
科学家经过计算,得出内波的速度一般在2节左右,如果航速大大超过内波速度时,海水就无法把船“粘”住了。如今舰船速度大大超过内波速度,因而海水“粘”船现象就成为了历史。
虽说“密度跃层”产生的一般性的内波“粘”不住现代舰船了。可“密度跃层”却能压住水中下潜的潜艇。
一次,有一艘潜艇奉命巡航,来到预定海域后,潜艇均衡完毕,艇长下达了下潜的命令。不一会儿,潜艇顺利下潜,5米、10米、20米……一直到40米时都很正常,当潜艇下潜到50米时,升降舵手报告说,已经到达海底了。艇长说:“不对呀,这个海区深度l00多米,怎么下潜一半就到底了呢?”
艇长下令停车检查,深度计完好无损,其他仪器也都正常。到底是怎么回事呢?
艇长一拍脑门:“准是碰上‘液体海底’啦!”
果不其然,这艘潜艇被“液体海底”托住了。
“液体海底”就是“密度跃层”。海水密度一大,浮力就大。加上这“密度跃层”又有几米厚,这么厚的“屏障”,再加上均衡好的潜艇在水下力矩又小,因此,就被这“液体海底”托住了。
这时,只要潜艇用升降舵造一个倾角,开足马力,就可以摆脱“液体海底”的巨掌。
1960年1月23日,瑞士的雅克·皮卡尔乘坐“的里雅斯特”号深潜器,开始了人类首次潜入世界大洋中最深的地方——马里亚纳海沟时,多次遇到“液体海底”的粘托。
那天上午“的里雅斯特”号以每秒1米的速度缓缓向l万多米深的海沟潜去,几分钟后,深潜器突然停止下潜。难道这么快就着底了?不,不可能,这里是万米深渊,离海底还远着哩。那么,是深潜器出故障了吗?也不会,因为“的里雅斯特”号久经考验,况且下潜前又经再三检查,绝不会有什么问题。
雅克·皮卡尔又检查了一遍机械,没发现异常。当他观察海水温度表时,发现海水的温度变化剧烈。这时他才明白,原来是“密度跃层”在作怪。
皮卡尔放掉一些汽油,放进一些海水,从而增加了深潜器的重量。这样,深潜器就突破了“液体海底”的阻挡,继续下潜了。
令人惊异的是,下潜仅10米,深潜器又一次被“粘”住了。他不得不再次调整压载重量,又一次突破“液体海底”的阻挡。下潜20米后,深潜器第三次被“粘”住。
这样折腾了4次,探潜器才完全冲破“液体海底”设置的“封锁线”,一路顺畅潜到万米海底,创造了人类探险史上的新纪录。
虽然“密度跃层”已不能“粘”住现代舰船,但对“密度跃层”的研究却极有军事价值。“密度跃层”厚达几米,海水的密度增大,仿佛筑起一道厚厚的“墙”,声呐发出的声波碰到这堵“墙”,就被反弹回去。当潜艇遇到水面舰艇的追捕时,如果钻到“密度跃层”下面,水面舰艇声呐发出的声波穿透不了“密度跃层”,就会成为“聋子”和“瞎子”,而潜艇却能安全撤离或发起反击。
在“密度跃层”中,跃层的上下界面使声波产生折射,造成声波只能在“密度跃层”中向前传播,于是形成了一条水下“声道”。声波在声道中衰减很少,可谓畅通无阻,传播的速度和距离令人惊叹。1960年3月1日,在澳大利亚西南附近海中投下6枚深水炸弹,爆炸声波在水下1200米的“声道”里向外传播,绕过好望角,折向赤道,经3小时43分钟后,被北半球百慕大群岛的水声站收到。爆炸声波传播绕地球半圈,并无明显减弱。可见声道真是声波传播的“高速公路”。
利用“密度跃层”中的“声道”,可以进行远距离水下通讯。例如在海军基地装上水下测听和通讯系统,远航的潜艇装备相应的设备,就可以与基地指挥机关进行通讯联络,最大通讯距离可达4000多公里。
另外,由于“密度跃层”如屏障般横亘于海中,影响了上下层海水交换,造成下层海水缺乏溶解氧,再加上硫细菌使沉积海底的大量有机物产生高浓度的硫化氢气体,海洋生物难以在下层海水中生存。因此,“密度跃层”强烈的地方,生物主要生活在上层海水中。而且内波引起的水文变化,迫使海洋生物活动的区域和范围也发生变化。可见,对“密度跃层”的研究,在军事和经济上都有重要意义。
海光和海水开花
在茫茫海上航行,人们经常会遇到一种奇异的自然景象:海光和海水开花。
当夜幕笼罩海洋的时候,有些海面上会出现大面积的海光,有的闪闪烁烁,像流星一样,有的火花四射,像火珠一样。有时像爆发的焰火,有时像一个个齐整的几何图形,有时像探照灯射出的光芒,有时像旋转着的光轮。当轮船前进时,周围就激起无数的火花,船尾拖着一条长长的“火龙”。
海水发光的现象常常迷惑着海员们。例如,1896年6月15日,日本三陆遭到25米高的海啸巨浪的袭击。当海水退出5千米时,人们看到水底发出一种淡青色的光,还在黑夜里清晰地看到远处村落的轮廓。后来,浪涛再度袭来,天空映现出粉红色,有个渔民在巨浪中驶行,看到波峰上的闪光,像电灯光那样明亮。
1909年8月11日半夜间,“安姆布利亚号”轮船向科伦坡驶去时,发现东南方向有亮光,开始时海员们以为是城市和港湾的灯光呢。后来,亮光越来越强,方才看清楚这不是什么城市灯光,而是海洋发出来的一条光带。第二次世界大战时,美国舰队驶往日本群岛时,遇到了海光,错误地以为那里有日本舰队,受了一场虚惊。
1975年9月2日傍晚,在江苏省朗家沙一带,海面上发出微微的光亮,波浪起伏着,像燃烧的火焰那样翻腾不停,一直到天亮时才慢慢消失。第二天晚上,亮光重又出现,更加强烈。以后几天,逐天增强,到第七天,海面上出现大量泡沫,当船只驶过的时候,激起明亮的光,水中还闪烁着许多珍珠般的发光颗粒。几小时后,这里发生了一次地震。
古巴岛附近有个“夜明海”。入夜以后,海水自放光明,面积约有10平方千米。轮船驶过,在船舷甲板上即使不点灯,照样能够看书读报。“夜明海”为什么发光?原来,这里丛生着各种海生动植物,死后历久变为磷质,积聚一起,从而发出强烈光芒。
诗人们对海光作了生动描述:“谁家烟火掠飞过,不是灯光,胜似灯光,玉树琼花逐海洋。”其实,海光不是火,而是一些会发光的小生物耍的把戏。主要有细菌和单细胞的鞭毛虫等,还有一些水母、鱼类也能发光。这些生物体内长有发光细胞或发光器官,内含荧光酶和荧光素,在海水搅动等外界刺激下,发生氧化作用,就会发出光来。
长期以来,人们只知道海光是海水中微生物发出的荧光。可是,为什么只在局部的地方出现这些发光现象呢?而且这种光为什么又具有多变而奇异的形状呢?
德国科学家库尔特·卡尔列对此作了解答。他说,海光和多变形状的形成,同海底火山爆发引起的地震波有关。地震时,海水内部的压力发生变化,引起某些海洋生物的反应,由此而发光,地震波是促使海水压力变化的一个原因。观察表明,在海水振荡最厉害的地方,海光特别明亮;反过来,海光越弱,甚至消失不见。在有各种不同振荡强度的水域里,海光就最奇异美妙。
海水开花是指海水表层内浮游生物大量繁殖,使海水颜色和透明度发生很大的变化。浮游生物很多时,会把海水“染”成深绿色,有的会使海水成为黄色、褐色、红色等。
海水开花现象在世界各大洋及其边缘海中各不相同。
在极地附近的海域里,当鲸鱼爱吃的甲壳动物大量繁殖的时候,常常把海水“染”成红色或玫瑰色。
在太平洋、大西洋的一些海面上,以及北冰洋的巴伦支海中,散布着一种硅质类海藻,具有矽质骨架,海水开花就是由它们造成的。在鄂霍次克海和日本海,海水开花是由单细胞藻类繁殖而形成的。波罗的海的夏季,蓝绿色的水草大量繁殖,每当风平浪静的时候,远望海面,仿佛一大片无边无际的深绿色草原。
在北冰洋的冰面上,还有更有趣的“冰上开花”景象。原来,冰上长着多种硅藻,特别是角刺藻大量繁殖时,使冰面变成了黄褐色。
海水开花同季节有关。在热带,冬季也会出现,而在温带和寒带,大多在春秋两季。海水开花严重的时候,生物密集得使轮船的吸水孔堵塞,给航行带来很大困难。
大海在头顶之谜
美国有一位著名的神秘事件研究家叫马歇尔·卡尔多纳,在他住在美国西部的一段日子里,总是到处寻找古玩。一天,他到一家古玩店选购古董,突然发现一卷陈旧的手稿。这卷手稿显得破破烂烂,字迹已褪色,幸好内容还算完整。马歇尔只花了买一卷废纸的钱就把这份手稿弄到了手,回家后急急忙忙通读了整部手稿后,他大吃一惊,感到难以置信,因为这部手稿记录的一位挪威渔夫的离奇经历,实在让人难以相信。
挪威位于欧洲北部,部分国土位于北极圈内,一位叫奥尔夫·亚森的渔夫和他的儿子就住在这里。一天,亚森和他的儿子乘一艘小小的机帆船向北行驶,他们计划这次行程约需1个月。航行途中,一些意想不到的事情发生了”。
船向北行进,气温却一天天地升高。一天,儿子突然指着罗盘说:“爸爸,你看,罗盘好像有点不对头。”亚森回头一看,罗盘突然开始指向南方,可是船仍在向北行驶。
渔夫父子看看四周,看到的情形让他们惊愕地说不出话来:不知该怎么办。
不知什么时候,他们头顶上的天空消失了,代之以碧蓝碧蓝的海水。船继续行进,这时周围的环境似乎已近黄昏,他们环顾四周,上下左右都是海水。又过了一会儿,四周一片漆黑,仿佛进入了一个长夜无昼的世界。突然,他们看见了另一个太阳,也许称为“地心的太阳”更恰当些。逐渐地,周围亮如白昼,海水前方出现了陆地。他们隐约分辨出陆地上生长着绿油油的植物,甚至还有动物。
很久以前,亚森父子曾听说过一个传说,在北极某处有一个世外桃源,这里气候宜人,难道这就是那个世外桃源?“
一年后,亚森父子平安地回到了故乡。他们向邻居叙述了那个国度里的情景。那里住的都是些巨人,身高大约4米;那里不仅有动物、植物和各种农作物,还有供他们使用的各种日常用具,其大小与巨人成正比;那里的一粒葡萄大得相当于一只普通的苹果。
村里人没有一个相信他们的叙述,认为他们所说的是白日梦话。亚森父子没有办法,只能专程前往美国,向住在洛杉矶的乔治·埃马森先生详细讲述了自己的经历。埃马森根据他们的叙述写成了这部名为《一位挪威渔夫的离奇》的书稿。
人真的会遇上这些事情吗?挪威的北极探险家弗里乔夫·南森证实,在北冰洋底下,似乎有一个由海水形成的巨大空洞。他从1893年6月开始,在北冰洋的浮冰上生活了一年半,成为第一个踏入北纬86度41分的人。他看到了北极圈内的许多奇异现象。其中,在北冰洋的冰海中有一片“开水”,这是一片在黑沉沉的广阔冰海上的不反射天空光线的不冻海域。
美国极地探险家霍尔早于南森20多年前曾3次闯入北极进行探险,他也提及,当他的探险队一行正沿冰山而上时,在距他们大约7千米的地方出现了一片不冻海域,这片“开水”从南到北,占据了两座冰山之间的整个海峡。
1906年,极地研究家威廉·里德根据南森和霍尔的叙述,坐着狗拉雪橇直奔北极,想去亲眼看看这片不冻海域。
据他说,当他接近这片海域时,周围开始涌出团团浓雾,那片“开水”就在浓雾笼罩下。里德猜测,浓雾是由地球内部流出的暖空气造成的,也就是说在北极圈的某个地区肯定有一个通过地势加温并使热空气泄漏的地方。
里德的假设是不是有点不可思议?谁也不知道。
“赤潮”之谜
大海通常是蓝色的,你见过红海潮吗?红海潮来临时,海面上如同铺上了一层红毯子似的,从外观上看似乎很美丽,但对海洋中的生物来说,却是一场灭顶之灾。因为过不了多久你就会发现,在海面上这层漂亮的红毯子下面,大批的鱼类和其他生物要相继死亡、变质,随之而来的是阵阵难闻的臭味。这是什么原因呢?科学家们会告诉你,这是发生了赤潮。
赤潮是海洋遭受污染后所产生的一种独特现象,是有机物和营养盐过多而惭愧的。
有机物和营养盐(氮、磷、钾)是海洋植物所必需的成分和养料,但过多地输入这些物质,会使某些生物暴发性地繁殖起来,从而引起海水变色。当然,这种变色并非全是红色,它取决于在赤潮中占优势浮游植物种类,如夜光藻占优势的赤潮为红色,绿藻呈绿色,硅藻则呈褐色。赤潮大多数发生在内海、河口、港湾或是有上水流的水域,特别是暖流内湾水域。赤潮一般发生在春夏季。
赤潮是一种复杂的生态异常现象,其成因尚未定论。科学家们认为,赤潮的起因是近岸海水中有机物污染所致。在正常的情况下,海洋中的营养盐含量较低,这就限制了浮游植物的生长。但是,当含有大量营养物质的生活污水、工业废水(主要是食品、造纸和印染工业)和农业废水流入海洋后,再加上海区其他理化因素有利于生物的生长和繁殖时,赤潮生物便急剧繁殖起来,形成赤潮。
既然大量的有机物进入海洋有利于植物的生长,为什么又会造成生物死亡呢?这是由于密集的赤潮生物或其胞外物质堵塞了鱼类的眼,可使之窒息死亡。同时由于赤潮生物的尸体分解需要消耗大量的溶解氧,这样会引起海水严重缺氧,甚至形成硫化物危及海洋生物的生存。如果含有毒素的赤潮生物及其休眠孢子,或当赤潮生物死亡时所释放出来的毒素被海洋动物摄食、吸收后,就会造成中毒死亡。如果人食用了这种含毒素的海产生物,也可能造成中毒或致死。
进入海洋的有机物和营养盐除了能够引起赤潮、破坏生物资源、影响海洋生态平衡外,还能成为各种细菌和病毒的良好养料,因而促使其大量繁殖。联合国的一份报告认为:纽约港由于接受了大量的生活污水和废物,细菌数目急剧增加。从1948~1968年的20年间,细菌数目增加了10倍。海水中的病菌还可以进入鱼、贝类的体内,有的可直接危害其发育,有的则通过鱼、贝类而进入人体,引起传染病。我国1988年春季上海市居民就由于食用了这种带病毒的毛蚶而引起甲型肝炎流行。
大量的有机物进入海洋并沉入海底,还增加了将该海域变成“死海”的危险性。如波罗的海的某些海区底层已经无生命存在了。这是由于波罗的海属近乎封闭性内海,海水与大洋水的交换量极少,相反受陆地水的影响很大。大量的有机废水进入波罗的海后,除了海水中的生物活动需要消耗大量的氧气以外,这些有机物在分解时也要消耗掉大量的氧气,加上电体交换不良,氧气供应不足,致使水体出现了缺氧现象。有的海底部分海水中的溶解氧几乎为零,并出现了硫化氢,这时此海区就不会有生命存在了,也就变成了“死海”或“水沙漠”。
海岸线变动之谜
地球表面上陆地和海洋之间的海岸线,每天都在变化着。住在海边的人都看到过,涨潮的时候,海水泛起白沫,呼啸着向海滩上涌来,淹没大片大片的沙滩:退潮的时候,海水又悄然无声地退回到海滩以外很远的大海里。
但是,这种因潮水涨落引起的变化毕竟太小厂,而在最近地质历史时期中,全球范围内的海岸线变迁却要大得多。
据科学家研究,最近:二三百万年来,海岸线起码发生过三次全球性的大变动、有时,海水渐渐退去,原来在海面以下的大片土地变为陆地:有时,海水又渐渐涨上来,使沿海大片土地沦为沧海。海水就是这样时进、时退,几乎永不休止。
海岸线变动的幅度有多大呢?
就拿距我们最近一次的大海退来说吧、海水在距今大约7万年前开始下落,一直到离现在两三万年前,海面才迟到最低点,持续时间达四五万年之久。当时的海平面要比现在海面低100多米!那时地球表面的海陆分布是个什么局面呢?
就拿我国沿海地区来说,现在渤海平均水深只有21米;福建和台湾之间的台湾海峡,广东雷州半岛与海南岛之间的琼州海峡,水深都不足100米。因此,当海平面下降100多米的时候,渤海消失了,台湾和海南岛与我国大陆连成为一块完整的大陆。
同样,由于中国东部的黄海海底大部分露出水面,朝鲜、日本和中国大陆之间没有了海水阻隔,也连接起来。
世界海陆分布形势当然也会发生惊人变化:白令海峡的消失,导致亚洲和北美洲相连;马六甲海峡和巽他海峡的消失,使现在散布在海洋中的巽他群岛连成一片陆地,从而使亚洲和澳大利亚大陆也连接了起来。世界其他地方,凡是海水水深小于100多米的海区都变成了陆地。
科学家作出这样大胆的判断有没有科学根据呢?
有的。
下面我们只举出几个有趣的例证来说明这个问题。
几年以前,我国一般轮船在离渤海海岸200多千米处作业,在那里的海底打捞起一块没有被水冲刷过的披毛犀化石。
披毛犀是一种早已灭绝了的动物,满身披挂着棕褐色的粗毛,生活在寒冷的草原上。披毛犀的存在,说明在地质历史时期里,渤海确实曾经是陆地。
20年前,一艘日本渔船在日本和朝鲜半岛间的对马海峡打鱼,当拖网从海中拖上渔轮之后,人们发现,在一群活蹦乱跳的海鱼中间,有一段长约1米的象牙,称一称,足有18千克。
渔民们把这段象牙送给科学家。科学家经过鉴定,认为这是大约生活在16000年到33000年前的一种古象牙齿。
那时,现在黄海所在的地区也是一片辽阔的草原,长相稀奇古怪的古犀和古象就是这片草原的主人。
科学家能够列举的证据还有很多。
比如,一些现在被海水隔开、远离大陆的岛屿,岛上的野生动物与大陆上的十分相似。据科学家们调查,我国海南岛的22种野生哺乳动物中有16种和大陆上的完全相同。另外6种,在大陆上也能找到相近的种类。
巽他群岛中的三大岛:苏门答腊、爪哇和加里曼丹,虽然被海水隔开,岛上的哺乳动物种类却完全相同。就连河里的鱼以及两栖类和爬行类动物也没有什么差别。
要知道,那些只能生活在淡水中的鱼,是绝对没有办法越过宽阔的咸水的海洋,游到另一个岛屿上去的。
所有这类事实都证明,在不太远的过去,这些现在被海水隔开的海岛曾经是彼此相连的。
那么如何解释海面这种大幅度升降的原因呢?
归纳起来,大致有三点。
第一,气候的变迁和冰川的进退,这是造成海面升降的最主要的原因。在最近二三百万年间,地球上曾经发生过几次大冰期。冰期来临,气候变冷,地球上的水不断变成了雪降落在陆地上,最后堆积成很大的冰川,而不能流到海洋里去。降水的来源主要是海水蒸发,但大海中有蒸发损失而没有补充,当然水就越来越少。这样,海面就慢慢地降低了。科学家认为,地球上最近发生的三次大海退就是这种原因造成的。而一旦冰川消融,陆地上大量的水流回海洋,海面就会再度上升。
第二,地壳的升降运动。地质历史上一些海陆变迁,常常是由于地壳升降造成的。由于地壳构造力的作用,可以使原来的深海隆起成高山,也可以使高山沦为深海。
第三,河流的泥沙淤积。在一些大河入海口,常常因为河流带来大量泥沙,淤积成宽阔的三角洲。有的河流泥沙很多,三角洲向大海扩张的速度十分可观。我国的黄河三角洲,每年要向渤海前进约2000米。
严格来说,后面两种变化还不能算作海面本身的变化,只是陆地变高或者变低产生的海陆变迁而已。
海温为啥会骤然下降
科学家们通过对深海沉积物中深水底栖有孔虫壳的氧同位素分析,发现3800万年前的始新世末期时海洋底层水温骤然下降了4~5℃,表层水温也大幅度下降。当时,冷水占据了大洋的深层,南极底层水开始形成,温度和盐度驱动的大洋环流也开始出现,海底侵蚀作用加强,沉积间断广泛出现。南极大陆周围海洋面发生大规模冰冻,形成数量可观的海冰,海底接受了大量冰载沉积物。南极大陆局部地区已有冰川出现。
海水温度骤降,使得深海底浮游生物蒙受沉重打击,浮游微生物大批灭绝或衰减,以至在这以后的一个时期里,海洋中呈现出生物贫乏、属种单调的荒芜局面。陆上植物也受到明显影响,北半球中高纬度地区的常绿林被落叶林所取代。3800万年前的骤冷,是新生代气候变冷中的第一个重大事件,它为新生代晚期大冰期的出现奠定了基础。
是什么造成海洋底层水温骤然下降的?有的科学家认为,这是始新世末期的海退的结果。这一时期的海退已在墨西哥湾沿岸、欧洲和澳大利亚一些地区发现。海水退落导致浅海大陆架露出水面,这就增加了海水对阳光的反射率,使气候变冷。气候变冷又会导致海面进一步退落,使气候更加变冷。南极洲局部地区及周围海域为冰雪所覆盖,也会导致反射率增加,反射率增加引起的气候变冷又会使冰雪覆盖面积进一步增大。由于海水变冷,冷水沉潜至海洋深处,致使海水中二氧化碳的溶解度升高,海水将从大气中吸收二氧化碳,从而削弱大气中二氧化碳的温室效应,使气候进一步变冷。这几种反馈作用可能有力地加剧了气候的变冷进程。
不过有人提出:海温骤降等现象的发生不限于始新世末期。但是,为什么这一时期海温的急剧变冷会显得如此不同寻常?
美国学者肯尼特注意到,澳大利亚曾于5300万年前与南极洲分裂,至始新世末期,塔斯马尼亚南面的南塔斯曼隆起,与南极大陆进一步分开,塔斯马尼亚海道形成,南印度洋与南太平洋之间第一次出现表层水交流,南印度洋高纬海域的寒冷表层水得以通过塔斯马尼亚海道注入南极罗斯海域,冷水取代了以往来自北面的东澳大利亚暖流,从而触发了南极地区的冰冻。海冰形成,使得冰下剩余的海水盐度升高,盐度较高的冷水势必向下沉潜,形成寒冷的底层水,致使海水温度急剧降低。
还有的科学家从其他方面解释海温骤然降低的原因,其说法不一,至今还不能有一个定论。
“流隔”是怎样形成的
经常出海打鱼的渔民会告诉我们这样的情景:鱼、虾和其他海洋动物纷纷从四面八方来到某一区域“聚会”。是谁驱使群鱼聚会呢?
原来,群鱼聚会是两股方向不同的海流相遇时出现的奇观。两股海流“握手”,不但会见到翻腾的浪花,听到轰鸣的音响,更会促成两股水流中的鱼类聚会。特别是在寒流与暖流相会时,景况蔚为壮观。
寒流和暖流相会,将使平静的海面受到搅动,引起海水上下翻腾,像无数把锄头翻动土壤那样。海水的翻腾也把海洋耕耘了一次,下层丰富的营养物质来到了表层,促使浮游生物迅速繁殖,其数量之多,有时竟能高达每立方米2000~3000毫克的程度。海水里充满了食物,简直变成了“肉汤”。渔场便形成了。
寒流和暖流交汇的区域,叫做辐聚区。由于这里常常呈现出海水温度冷暖悬殊的差异,好像大气里的锋,所以又把它叫做海洋锋区,而渔民则称它为“流隔”。
世界上著名的三大渔场都与“流隔”有关。
太平洋西北渔场,是世界著名大渔场。它从日本近海,经千岛群岛、勘察加半岛,一直延伸到阿留申群岛近海。这里是世界第二大暖流——黑潮与“千岛寒流”、亲潮交汇的地方,因而形成了盛产鳕鱼、鲱鱼、秋刀鱼和金枪鱼的渔场,产量始终名列世界前茅。1970年以来,年产量都在1000万吨以上,而且稳步上升。
大西洋东北海域,从冰岛到西斯匹次卑尔根岛,从北爱尔兰到挪威近海,是世界第一大暖流——湾流延续支脉北大西洋暖流与东格陵兰寒流,以及挪威暖流与北极寒流的交汇区。结果,这一带也形成了一个著名的渔场——大西洋东北渔场。这里盛产鳍鱼、鲱鱼等鱼类,年捕获量也超过1000万吨,产量也有上升的趋势。
著名的北大西洋纽芬兰渔场,是湾流和拉布拉多寒流汇合的地方,以产鳍鱼为主,年产量为400万吨。不过,这个渔场近年渔业产量有下降趋势。
除了上述三大渔场外,还有许多较小的渔场也与“流隔”有密切关系。如澳大利亚和新西兰东部近海盛产金枪鱼的渔场,就与东澳大利亚海流和西风漂流之间的“流隔”一致;印度洋南部亚古尔哈斯暖流和西风漂流的汇合;南大西洋巴西暖流与福克兰寒流的汇合,也都形成了渔场。
中国舟山群岛外海也是一个很好的渔场,这里盛产大小黄鱼、带鱼、鳗鱼等。这个渔场的形成也与两股水流交汇有关。当黑潮暖流在台湾转向流入东海后,在台湾东北角分出一股支流,缓慢地向长江口一带流去。它和从长江入海以后沿着浙江沿海流动的海流,正好在浙江舟山群岛一带相遇。于是,这里就形成了渔场。
“流隔”的位置是经常变化的,要掌握它并不是一件容易的事。可以通过研究海流的路径、强弱变化的规律,对“流隔”作出预测;也可以根据各种海洋要素如温度、盐度等变化情况来推断。如在大西洋场流与拉布拉多寒流间的“流隔”,温度相差很大,有时一条船的船头和船尾竟相差好几度。
富有经验的老渔民在实践中,积累了许多用肉眼寻找“流隔”的方法。比如,寒流多半水色发绿,暖流多半水色发蓝;沿岸水多呈黄绿色,外洋水多呈深蓝色。所以,根据海水的颜色,可以大致判断“流隔”的位置。再如,“流隔”既是两支海流相遇的地方,它们的撞击必然使海水产生摩擦搅动,发出声响,形成浪花。当然,也有些“流隔”并不全都出现激烈的变化。但仔细观察,仍可以看出海面的某些异常,如海水漩涡增多;以鱼为食的海鸟。大群大群飞到“流隔”区觅食等。
也不是所有的“流隔”都能形成渔场的。如果“流隔”附近由于某种原因不适宜鱼类的栖息,那里就没有或只有少量的鱼。
不仅表层的两股海流相逢会造成鱼儿大聚会,还有一股神秘的海流,也会使群鱼聚会。
1962年6月,南美的秘鲁沿岸突然刮起一阵凉风,气候变得和深秋一样凉爽,消夏的人们纷纷穿上秋装。这时,海面上出现了异常现象,人们发现蓝色的大海突然变成了绛紫色,而且越靠近海岸,颜色越深,绿紫色的波涛一个接一个向着海岸袭来。更令人吃惊的是,随着海潮上岸的竟是一群一群鲤鱼。
这一年,秘鲁渔民一没有增加渔船二没有改进渔具,渔业产量却比上一年增长了一倍,达696万吨,一举超过日本,跃居世界第一。而且这些鱼是在1300千米长、50千米宽的狭长区域内捕到的。此后,秘鲁的渔业产量扶摇直上,到1970年,登上历史最高峰,捕获了1053万吨。秘鲁渔民兴奋不已地说:“上帝恩赐秘鲁人,幸运之神常在。”
“幸运之神”来自何方?经海洋科学家调查发现,她是来自海洋深处的一股海流。这股海流不是那种水平运动的海流,而是在垂直方向涌升的海流,这种涌升的海流,叫上升流。它在海洋中,似一团粗大的水柱在旋转上升,就像大气中的气团似的,有人又称它为“海底台风”。
但这股“海底台风”却不像大气中的台风刮得那样猛、那样快。据测量,秘鲁近岸的上升流,是一个个直径约200千米的漩涡,它们遍布秘鲁外海水域,它们在100米深度大范围的垂直运动速度是每天约10米左右。
别看它慢慢腾腾地移动,可带来的浮游生物却不少。如果我们把寒暖流交汇造成的搅动,比做像无数把锄头深翻土地,将海洋深翻了一遍的话,那么,上升流则像无数台拖拉机耕地那样,把海洋翻得更深了。海洋深处的水是寒冷的,营养物质很少被消耗,所以当它一旦大量向上涌升,就会大大增加海洋表层的营养,从而使浮游生物尽情滋生,冷水性的鱼类也随之大聚会。
上升流区域是鱼儿的大聚会场所。上升流在世界不少海域出现,规模大而明显的属秘鲁沿岸的上升流,但上升流所占的面积却极其微小。有人粗略地估计,全世界沿岸上升流区域的面积还不到海洋总面积的l/1000。可是,就在这不到1/1000的水域里,却收获了世界渔业产量的一半。
那么,秘鲁近海的上升流是怎么产生的呢?
我们知道,吹到海面的风,能够引起海水的水平运动,产生风海流。风摇着海水向右方45度角流去,这里的海水就减少了,左方的海水就源源不断地流过来补充。这在开阔的海洋里是很自然的事情,如果有海岸阻挡,就是另一种情形了。
设想风平行海岸吹刮,你背风而立,在你的左方有较为平直的海岸。这时,风海流不断使海水离岸而着你的左方是海岸,当然不可能有海水来补充,唯一的办法是海水从下面涌升而起。这样一来,上升流就出现了。
中国海洋学家研究发现,自20世纪70年代以来,海洋中一股上升流,对中国沿海也颇为偏爱。正当中国鱼类资源日趋减少时,从日本对马海峡涌来一股强烈的上升流。这股海流在东海800~1000米深处移动,并携带一种名叫马面钝的鱼,来到中国沿海安营扎寨。渔民捕获量大增。从此,由马面钝纳加工制成的烤鱼片,为人们提供了美味可口的佳肴,深受国内外市场的欢迎。
但是,上升流也并不是那样恒定的。以秘鲁为例,1970年则是上升流的全盛时期,那年他们的渔业产量达到1053万吨。此后,上升流开始衰减,秘鲁渔业产量也跌落下来。1975年只捕获了345万吨,从世界第一位降到了第四位。1971年至1975年的平均产量也不过504万吨。由这些渔业产量数字可确认,海流是处在变化之中的。
没有咸味的波罗的海
波罗的海是世界上海水含盐度最低的海,这个海是最后一次冰期结束,冰川大量融化后形成的。波罗的海的海水较浅,它与外海海水很少交换,又有大小250条河流注入,再加上气候寒冷,蒸发特别慢,因而成了含盐度最低的海。其海水含盐只有7~8%,大大低于世界海水的平均含盐度(35%),波罗的海各个海湾的含盐度更低,只有2%左右。
波罗的海是欧洲北部的内海,它的四周差不多都被陆地所环绕,只有西部通过厄勒海峡,卡特加特海峡和斯卡洛拉克海峡等与北海相通。
波罗的海是北欧重要的航道,它通过北海-波罗的海运河与白海相通,通过列宁伏尔加河-波罗的海水路与伏尔加河相连,沿岸较大的港口有圣彼得堡、斯德哥尔摩、罗斯托克等。但其北部和东部海域每年通常有一段不利于航运的冰封期。
海盐来源之谜
海水中的盐究竟是从哪里来的?这个问题和海水起源问题一样,始终是人们探讨的难题。直到今天人们对这一问题的探讨也没有停止过。绝大多数的科学家认为,海水中的盐主要有两个来源:一,盐是海洋中的原生物,在地球刚形成时,由于大量降雨和火山爆发,火山喷发出来的大量水蒸气和岩浆里的盐分随着流水汇集成最初的海洋,海水就咸了。不过,那时的海水并没有现在这样咸。后来,随着海底岩石可溶性盐类不断溶解,加上海底不断有火山喷发出盐分,海水逐渐变咸。二,陆地上河流流向大海的途中,不断冲刷泥土和岩石,把溶解的盐分带到了大海之中。据估计,全世界每年从河流带入海洋的盐分,至少有30亿吨。可是,这两种解释都有不完善的地方,特别是海盐主要来自陆地河流的输入的理论。因为人们对海洋物质组成、化学性质和江河输入的计算结果表明,两者之间的数值差非常之大。近几十年,科学家们为了说明这些差异,曾提出过种种理论加以解释,但都不能令人信服。到了20世纪70年代之后,人们从新发现的海底大断裂带上的热液反应中,似乎找到了解释的新证据。科学家对海底热液矿化学反应过程研究后发现,通过海底断裂系的水体流动速率,虽然只相当于河川径流的千分之五,但是,由于断裂聚热所产生的化学变化,却比经河川携带溶解盐所引起的变化大数百倍。海底热液反应是海盐的重要补充的说法,已经为许多海洋科学家所接受。但是,这种解释并没有最终解开海水中盐来源之谜。它只是提供海水中盐来源的一个途径,但绝不是唯一的。
海洋的年龄有多大
在过去的很长时间里,人们普遍认为,海底是很古老的,它几乎和地球的年龄一样古老。然而,近几十年人们对深海的考察研究发现,这种认识是错误的。那么,海底的年龄究竟有多大呢?科学家普遍认为,洋底是年轻的,其年龄最老超不过2.2亿年,和地球45亿年的寿命相比,洋壳的历史不过是地球演化史上最近的一章。科学家对海洋年龄问题的研究还在继续之中,人们对海洋的性质和年龄等方面的认识分歧较大,归纳起来主要有三种认识:第一种观点认为,海洋是原生的,它早在地球的地质发展的初始阶段就已经存在了。持这种看法的人认为,海洋是古老的,这是一种比较传统的看法。第二种看法认为,各大洋的年龄是不相同的,太平洋的年龄最古老,在远古时代就形成了,而其他各大洋的年龄比较年轻,它们均在古生代末期或中生代形成。第三种观点是,世界各大洋的年龄都很年轻。根据陆地地壳的海洋化假说,世界各大洋都是在古生代的末期到中生代的初期于各大陆原来的地区产生的。现在,越来越多的人赞成海底扩张理论和板块构造理论。按照这种新概念,可以肯定地说,世界各大洋均在中生代形成。所以有“古老的海洋,年轻的洋底”之说。
古老的海水到哪里去了
科学家们普遍认为:海洋是古老的,而洋壳是年轻的。那么随之而来的问题就是,海洋里应该有45亿年以前的海水才对。
然而,这么古老的海水至今还没有找到。迄今为止,确定海水年龄的最有效的方法是碳-14放射性元素衰变测定法。在世界海洋的许多区域,由于温度下降或含盐量增加,形成表面水的密度不断增加并向深处下沉。所以,一定的水体在海面上存留的时间应该反映海水的实际年龄。结果测得的各种水体年龄并没有像想象的那么古老。北大西洋中层水为600年,北大西洋底层水为900年,北大西洋深层水为700年。测量到的南太平洋深层水所得到的年龄范围在650~900年之间。这里就产生一个疑问了:与地球年龄差不多一样古老的海水到哪里去了?从理论上说,海水应该是古老的,起码要比洋壳老得多,然而测得的结果却令人迷惑不解。难道说古老的海水真的在海洋中消失了吗?
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解,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,发生厄尔尼诺现象时,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某种关系?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-大气-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。
探索赤道潜流的奥秘
1951年,美国年轻的海洋学者克伦威尔和他的同事,在太平洋的赤道海域进行鲔鱼生活习性及环境条件的考察研究。考察的方式并不复杂,就是把玻璃浮子串在一起,布放在16~20千米长的海面上。每个玻璃浮子下面,挂上铅锤和若干鱼钩。白天放下去,晚上收回来。按照一般的常识,既然海流是向西流动的,布下的钓鱼工具自然应当向西漂才对。然而令人不解的事情发生了,克伦威尔布放的沉到海面下的钓具一反常规,竟一个个向海流的反方向漂着。细心的克伦威尔以为自己没有放好钓具,收起来后,又重新布放,结果还是一样的。漂浮在海面的小船受海流影响,向西漂着,而沉入海中的钓具却向东漂去。这是怎么回事呢?经过大量的资料对比,他断定,在赤道海域的表层海流之下,存在着一支像湾流那样巨大而稳定的逆向海流。这就是赤道潜流。经过各国海洋学家的艰苦努力,最终查明,赤道潜流在三大洋中都存在。它的表现形式是,沿亦道方向由西向东流动,横越三大洋。其范围是北纬2°到南纬2°之间的海域内,形成一支与赤道对称的狭窄海流。它的垂直厚度在200~300米,全年流速稳定。
虽然人们对赤道潜流已经有了初步认识,但是,仍然有不少问题有待人们去探索。例如,人们在赤道以南约南纬6~8°之间,曾多次发现另外一支与赤道潜流平行的潜流,也为逆向海流。这支海流和赤道潜流又是何种关系?另外,赤道潜流与表层风海流的能量转换关系是如何进行的。这些都有待于人们去重新认识。赤道潜流对热能量的储存及对全球气候的影响机制,以及它与西部边界流的能量转换关系,这些也都是摆在海洋科学家面前的难题。
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,研制了一种自由漂浮监测系统——“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”还在其他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,长的达半年之久。这些涡流与大洋中的环流相比,虽然只是个局部,并不显著,但它与人们在近海能见到的小旋涡相比,就非常之大了。所以,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。
红海名称的由来
红海是中文意译,关于它的名称的由来有着各种各样的说法,而大多数的说法往往又同红色联系起来。一种说法是从海水的颜色来解释红海的名字,这种说法包含三种不同的解释。一种解释说因为红海里有许多色泽鲜艳的贝壳,因而使水色深红;一种解释说红海沿海地带上有大量黄中带红的珊瑚沙,使得海水变红;另一种解释是,红海温度高,光照充足,适宜生物的繁衍,所以红海表层海水中大量繁殖着一种红色海藻,由于数量庞大使得蓝蓝的海水看上去呈现微红色,于是得此美名。
第二种说法认为红海两岸岩石的色泽是得名的原因。在古代,人们由于交通工具和技术条件的制约,只能驾船在离岸不远的海面航行。他们发现红海两岸特别是非洲沿岸,是一片绵延不断的红颜色岩壁,在日光的映照下,岸上红光闪烁,反映入水中使海水变红。红海由此而得名。
第三种说法是把红海的得名和气候联系在一起。在红海海面上,经常有来自非洲大沙漠的西风吹来,送来一股股炎热的气流。气流中夹带的红黄色的尘雾常常笼罩着红海,天空一片昏暗。古代腓尼基人和希腊人航行到这里,看到红海这种奇异的景象,于是便将此海命名为“红海”。
第四种说法是因其地理位置而定,由于人们认为“红”表示“南方”的意思,红海即为“南方的海”。
爱琴海名称的由来
爱琴海的命名来源于希腊神话传说。
古时间提卡地方(今雅典及周围)有个叫爱杰斯的国王,他派他唯的一儿子特秀斯到南方大海中的克里特岛,给半人半牛的魔王米诺斯奉献童男童女做贡品。
米诺斯是大神宙斯和女神欧罗巴所生,他无法无天,专吃幼男幼女。
爱杰斯深恐他的儿子受害,约定如能平安归来,即以白帆为号。
特秀斯在一个美丽公主的巧妙救护下,平安归来,但忘记临走时同父亲的约言,返航时仍用的是黑帆。
日夜在海边守候的爱杰斯,误以为儿子惨遭毒手,遂悲痛欲绝,马上投海而死。
后世为纪念他,就以他的名字给海命名,叫做“爱琴海”,意指“爱杰斯的海”。
直布罗陀海峡名称的由来
直布罗陀海峡是世界著名的海峡,长约57公里,位于西班牙最南端与摩洛哥最北端之间,是地中海的出海口,具有非常重要的战略地位。直布罗陀海峡因北岸的直布罗陀港而得名。
公元8世纪初,穆萨·伊本·努塞尔率领的阿拉伯军队入侵北非,一路所向无敌,一直打到今摩洛哥西海岸,并占领了重要港口丹吉尔,他任命其部将塔里克。伊本·齐亚德为丹吉尔总督。公元711年,齐亚德又奉努塞尔之命,带领一支强大的军队乘船穿越海峡,直抵直布罗陀。登陆后,他们在那里修建了军事要塞。为纪念这次渡海作战的胜利,阿拉伯人便把登陆的地方命名为“直布尔·塔里克”,阿拉伯语意为“塔里克山”,英文译名为“直布罗陀”。此后,这个地方慢慢发展成为一个重要的港口,这个名字也就沿袭下来。
波罗的海的由来
都说海水又咸又涩,可是,从波罗的海中舀起来的水,几乎尝不到咸味。这是为什么呢?
当然很容易找到答案:盐度低。是的,波罗的海的海水含盐度仅有7‰~8‰,大大低于全世界海水的平均含盐度(35‰);波罗的海各个海湾的盐度更低,只有2‰左右。因此,这里的海水当然很淡了。可是,你知道波罗的海为何含盐度这么低吗?
波罗的海位于欧洲大陆与斯堪的纳维亚半岛之间,从北纬54°起向东北延伸到北极圈附近。波罗的海形成的时间不长,这里的冰河时期结束时还是一片被冰水淹没的汪洋。后来大水向北极退去,最低洼的谷地形成了大海,因此,这里的水质原本就比较好。除此之外,波罗的海处于高纬度地区,气温低,海水蒸发量很小。这里又受西风带影响,降水较多;四周还有许多河川注入大量淡水。大西洋和波罗的海的通道又浅又窄,盐度高的海水不易进来。因此,波罗的海成为世界最淡的海。
地中海的由来
陆间海,又称陆间地中海,是指那些被几块大陆所环绕的海洋。地球上陆间海的面积约占大洋总面积的8.2%。
这里所谈陆间海,是陆间海中最最有名气者,它就是位于欧、亚、非三大洲之间的地中海。希伯来人和古希腊人称它为大海。古罗马人把它看作罗马帝国的中心海。英、法、西、葡、意等语意为“陆地中间之海”。中国古籍《岭外代答》称地中海为西大食海。
地中海东西长4000千米,南北最宽处为1800千米,面积约为252万平方千米。平均水深为1494米,最大水深为5530米。北部岸线曲折,多海湾,南部岸线较平直。
地中海的海底地形以大陆架狭窄,陆坡陡峭,深海盆被海脊所分割为主要特点。欧洲向南突出的伊比利亚半岛、亚平宁半岛和巴尔干半岛,将地中海北部分为利古里亚海、亚得里亚海和爱琴海。西西里岛和突尼斯北端之间的一个水下海脊,将地中海分为东、西两部分。西部有阿尔沃兰海盆、阿尔及利亚海盆和第勒尼安海盆;东部有爱奥尼亚海盆和黎凡特海盆。亚得里亚海深度仅几十米至几百米,爱奥尼亚海盆深度在3000~4000米间,爱琴海中岛屿星罗棋布。
关于地中海的成因,海底扩张和板块学说认为:它是特提斯海(古地中海)的残存水域。中世纪时,特提斯海的范围逐渐缩小。现在的地中海是中生代到新生代中新世间,非洲板块和欧亚板块非常复杂的相对运动而造成的。
在气象学上,“地中海式气候”可谓赫赫有名,其特点是:夏季炎热干燥,冬季温暖潮湿,春季天气多变,秋季时间暂短。由于这种气候特征在地中海地区分布最广、最为典型,故全世界凡属此种类型的气候均被冠以“地中海式气候”之名。此外,强风盛行是地中海又一大气候特征。
地中海由于蒸发大于降水和径流,故水位低于大西洋,且盐度较大。表层平均盐度约为38‰。
自古以来,地中海就是欧、亚、非各国交往贸易的通道。苏伊士运河到直布罗陀海峡的地中海航线,是世界上最繁忙的水道之一。沿岸有贝鲁特、塞得港、亚历山大、阿尔及尔、马赛、巴塞罗那、热那亚、那不勒斯等港口。地中海有丰富的藻类,还有海豚、龙虾、牡蛎和螃蟹、墨鱼、水母、珊瑚等经济生物。沿岸还是晒盐的良好场所。
渤海的由来
渤海是我国的内海,它三面深入陆地,在辽宁、河北、山东、天津三省一市之间。辽东半岛南端老铁山角,与山东半岛北岸蓬莱遥相对峙,像一双巨臂把渤海环抱起来。渤海通过渤海海峡与黄海相通。渤海海峡口宽45海里,有40多个岛屿,较大的有长山岛(庙岛)、砣矶岛、钦岛和隍城岛等,总称庙岛群岛或长山列岛。其间构成8条宽狭不等的水道,扼渤海的咽喉,是京津地区的海上门户,形势极为险要。渤海古称沧海,又因地处北方,故有北海之称。
渤海的面积约9.7万平方千米,平均水深25米,所以,渤海的海水总容量不过1730立方千米。渤海沿岸水浅,特别是河流注入的地方仅几米深;而东部的老铁山水道最深,达到78米。辽东湾、渤海湾和莱州湾从北、西、南三面环绕渤海中央浅海盆地。沿岸有辽河、海河、黄河等20多条大小河流注入。由于这些河流含泥沙较多,所以渤海海域泥沙淤积极盛,海底地势平坦,海水也容易淤浅。由于大量泥沙的输入,致使其近岸部分的海水呈现黄色。
渤海地处北方,海水较浅,盐分较淡,冬季有结冰现象。渤海盛产对虾、蟹和黄花鱼。沿岸产盐,以“长芦盐”最为有名。
海洋石油主要富集在浅海大陆架,因为这些地区在地质历史上有雄厚的产生石油的物质基础——大量的有机物。渤海海域只有9万多平方千米,其中有油气前景的盆地面积约占2/3。
渤海盆地的形成,同中生代燕山运动的影响是分不开的。运动所产生的纵横交错断裂,使地壳形成断陷盆地,相继出现大面积的内陆湖泊群。渤海湖洼厚度巨大的第三纪沉积岩层,为有机物质的埋藏、保存和转化成油气,创造了有利的地质条件。渤海油气盆地是胜利、大港和辽河等油气田向海底的延伸部分。
渤海也是我国在近海中最早勘探开发的海域,自1966年钻探出第一口油井后,迄今已找到11个油气田。总之,渤海盆地的拗陷面积大,第三纪地层厚,储油构造多,含油层系也多,是我国油气资源比较丰富的海域之一,也是勘探程度最高的一个海域。