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第21章 深海洪流是怎么回事

海流也叫做洋流,是由于热辐射、蒸发、降水、冷缩等作用而使海水形成不同密度的水团,再加之风应力、引潮力、地转偏向力等作用而引发的大规模相对稳定的流动。海流是海水的普遍运动形式之一。有许多海流存在于海洋之中,每条海流终年都沿着较为固定的路线流动,就如同人体的血液循环一般,整个世界大洋都因此而彼此联系起来,从而使其各种水文、化学要素能够得到长期的相对稳定的保持。

海洋中较大的海流,大多是被强劲而稳定的风吹刮起来的。这种由风直接产生的海流叫做“风海流”,或称之为“漂流”。“密度流”,也叫“梯度流”或“地转流”,是因为海水密度分布不均而产生的海水流动。黑潮和湾流是海洋中最著名的海流。

海水因为具有连续性及不可压缩性,相临海区的海水在一个地方的海水流走后,就会流过来补充,这样就有补偿流产生。补偿流有水平和垂直两种方向。在海洋的大陆架范围或浅海处,由于海岸和海底具有较为显著的摩擦,加上具有特别强的海流等因素,使得颇为复杂的大陆架环流、浅内海环流、海峡海流等浅海海流得以形成。

深海洪流的发现

人类在海上航行已经有很长的时间了,但在公元1513年前,还不曾有人想到海洋中有海流存在。1513年4月,西班牙探险家庞斯·德里昂发现了佛罗里达,并据为西班牙领土后,在沿岸航行时才注意到令人莫名其妙的现象。他的小船本来顺着大风南航的,而实际上却世界朝北倒退了,这使他发现了那股强有力的湾流。后来证明,这条湾流比他苦苦寻找的“青春泉源”更为重要。

此后的250多年里,没有人重视德里昂的发现。后来,历史上最富有研究精神的富兰克林开始提出一些问题。当时富兰克林正担任美洲殖民地的邮政局长,在乘坐由英国直接开来的定期邮船横越北大西洋,却发现要比普通商船慢两周。这让富兰克林很纳闷,便向新英格兰一位名叫伏尔格的捕鲸船船长请教。

伏尔格说,有一股强力的洋流横越北大西洋流向不列颠群岛。定期邮船由英国西航前来美洲殖民地,一路上要同这股洋流对抗,而自己的捕鲸船每次都会改道避开这股洋流。

由于湾流来自热带海洋的暖水,所以绘制湾流路线图的最简单方法就是测量海水的温度。据此,富兰克林首次绘出了湾流简图。直到今天,很多船长在参加新港一百慕大游艇大赛时,仍用温度计来测出湾流所在。

又过了100多年,美国海军穆里上尉开始绘制全球海流的“流型”图。穆里由于在一次意外事件中受伤残废,闲居家中,于是就把航海日志本分别送给军舰、商船及渔船的船长,请求他们无论在地球上什么地方,都把每日的风向与海流动态一一记录下来。

穆里根据各船长的记录,花了多年时间,终于使海流概图面世。

各种海流的特性

在北大西洋,一条庞大的海底洪流沿赤道北边伸展,一路上吸取热量汇成湾流,直达美国东岸,最后才转入大海。到了冰岛南面,一条海底山脉把这条海底洪流又分成2股,一股流向苏格兰北部,最后在斯堪底纳维亚半岛的海岸消失;另一股则沿着欧洲与非洲海岸南下,就是加那利海流。

北太平洋也有同样的涡流。黑潮沿着日本海岸向上流,向东越过太平洋,成为向南流的加利福尼亚海流。然后这股海流又折向西边,成为赤道海流。

巨大的海底环形洪流,有些流速很快,每小时高达8000米;有些流量巨大,每秒钟多至5000万吨。究竟是什么力量推动了这些海底洪流呢?研究发现,海水温度与密度的差别对其有一定的影响,但是,最主要的推动力还是盛行风。而海底洪流之所以又会发生弯曲,则是由地球的自转造成的。

除了主要海流外,还有次要海流。阳光充足的海洋一到了晚上,海水就会转冷,变得较重,并逐渐下沉,引起垂直海流。还有一种次要海流就是次表层流。它是由冷海水较重向下沉后聚集海底,然后从两极地区流出,在洋底上向四方散去时形成的,就像碟子里的糖浆一样。

巨大的海流通常都是相当稳定的,但强风中也会使流型发生改变,有时甚至还会带来灾难。比如在巴拿马湾,大约每10年,温暖海流就由巴拿马湾向南推进,迫使寒冷的亨波达海流改道。此时,在海水表层生活的鱼就要潜入较冷的深层,而浮游生物则多数死亡腐烂。食鱼鸟因而饿死的更是数以百万计。此外,风因为吸收了温暖的水分变成了雨,便降落在不毛的秘鲁沿岸地区,造成洪水泛滥。

海流对海洋区域的影响

海流会使某些海洋区域非常富饶,但也会使一些海洋区域比撒哈拉还要贫瘠。比如百慕大东南面的马尾藻海,就是生物最少的水域。因为那里是巨大涡流的滞水中心,没有海流把生物所需的海底养料冲上表层,因而也几乎没有任何生物能在那里生存。

事实上,海流很像一条输送带,把生物散布到地球70%以上的地区。西印度群岛的“海豆”,随着海水漂流,经常在几千米以外的地方出现,甚至能到达欧洲海岸;椰子树原产于马来半岛,由于多在岸边生长,椰子跌落海中,随着海流漂浮后便逐渐遍布南太平洋各地了。

不过,海流的最主要贡献还是散布鱼苗。据估计:鱼苗约有80%都是由海流传送,散布到各地的。而生物随着海流移栖的事件中,最奇异的要算欧洲鳗鱼的长途旅行了。这种鳗鱼在淡水河中生活5~8年后,到要繁殖时间便开始长途远游,前往马尾藻海。不知是何原故,鳗鱼要到这个生物稀少的海中去交配产卵。因而小鳗鱼在出生后,立刻就会面临艰巨的任务——游行4800千米,回到母亲从前居住的欧洲淡水河。如果没有海流的协助,这些小鳗鱼是根本不可能完成这样的旅程的。

太平洋鲑鱼也有差不多的习性。在海中生活1年后,到春情发动时便会开始一次悲壮的移栖,回到原来出生的河流。雌鲑鱼在淡水河中产卵后,体力衰退,不久就会死去。小鲑鱼出生后,先在较安全的淡水中逗留几个月,然后便沿河而下进入大海,一直活到成熟期。

新知博览——海底河谷及成因

蜿蜒曲折的水下河谷,在很多浅海的海底都能发现。有意思的是,这些水下河谷与陆地上的河谷经常可以对应起来。较为明显的如北美的哈德逊水下河谷,它沿着东南方向向大西洋底延伸,顶端是浅而平的半圆形,向“下游”渐变渐深。最深之处位于海面以下100米,而谷地两边的海底深度仅为40米。哈德逊水下河谷的下游出口处呈一个倒三角形,如同河流入海处的宽阔河口一般。在东南亚,地处苏门答腊和加里曼丹之间的巽他大陆架上,有呈现出如树枝一样的水下河谷系统,一条向北流,一条向南流,两片略微向上凸起的海底高地,就是这两条水下河谷的海底“分水岭”。这两条河谷底部均向下游慢慢倾斜,横剖面与平面外形与陆地上的河谷别无二致。

除此之外,还有几条非常明显的水下河谷,分布于欧洲西北部环绕英伦三岛的一片广阔大陆架浅海底。易北河、莱茵河、威悉河等,在现在的地图上都是各自分开,单独入海的。若是将它们各自的水下河谷予以连接,就可以看到,入海后,它们经由各自海底的河谷延伸向北,最终3条河谷汇合于一起“注入”北海。注入大西洋的法国、英国的河流,有很多连接着海底水下河谷。甚至连英吉利海峡,本身就是一条通向大西洋的海底谷地。

它们为什么与陆地上的河谷如此相似?实际上这密切关系到大陆架的形成。大陆架曾属于陆地的一部分,只是因为受到海平面升降变化的影响,使得处于陆地边缘的这一部分,在一个时期里沉溺于海面以下,成为浅海的环境。

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