揭秘海洋奇迹(探索发现百科全书)
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百年大洪水

海洋星球

46亿年前,地球初成。它躁动不安,时刻都在显示自己的力量。原始地壳薄脆而无力,根本没办法束缚住里面炽热而冲动的熔岩,再加上随时造访地球的小天体的撞击,火山、地震像比赛似的,争相爆发。它们把藏在地底下的水喷出地表,又汇聚到天空上,形成原始大气。那藏在地底下的水是宇宙的馈赠。每一次火山喷发,地球上空都会增加几百万千克的水蒸气。水汽日复一日喷发、堆积,渐渐形成云朵。当地球开始降温,云朵中又容纳不下那么多的水汽时,大雨便倾盆落下。

▍科学家对最初 5 亿年的地球了解甚少,它被称为“地狱星球”,因为当时全球温度较高,遍地覆盖着岩浆,与当代地球环境完全不同

▍由于大约 40亿年前大规模的星体碰撞,现有的海洋才会反复蒸发形成水循环

最初,大雨只是聚集在地球坑洼地带,形成一些小湖、小水洼;但这不是普通的暴雨,这是一场持续了很久的大暴雨。没人知道这场雨是下了几百年还是几万年。但当雨过天晴的那一刻,地球几乎没有裸露的地表了,到处是汪洋一片。那真是一个十足的海洋星球。

又经过上亿年的风雨雷电,沧海桑田,地球终于形成了如今的海洋。如今的地球表面大部分区域都处于海洋的“控制”之下,干燥的陆地还不足地表面积的1/3。海洋水体的体积约为13.7亿立方千米。

▍从 45 亿到 40 亿年前开始,一场长期风暴袭击了地球,带来了水。地球从地狱星球变成一个盈盈水球

当然了,海洋的存在也与日地之间恰如其分的距离有关。这个不远不近的距离,使得地球温度不高不低,海水也不会热得四散蒸发,更不会冻成冰块。

此外,地球巨大的引力也起了作用。要是没了地心引力,海洋里的水恐怕要“逃逸”到太空里去呢!

环保小贴士

不为人类存在的环境

世界人口的一多半都生活在距离海岸线不足 100 千米的地方,还有更多的人依赖海洋而生存,或是度过闲暇时光。但实际上,海洋作为一种环境要素,它并不是为人类而存在的一种环境。人体结构适于行走,而非游泳;肺适合呼吸空气,而非吸入海水,咸涩的海水也不适宜人类饮用,是人类一直在努力适应海洋,海洋却从不“迁就”人类。当海洋遭遇大规模破坏,或是其他原因,海洋还有能力重新席卷全球——就像远古时代那样。

咸与苦交加

呛过海水的人都忘不了那咸苦的滋味。没错,海水的味道是咸的。不过最初的海水是带有刺鼻气味的,因为里面含有一定量的盐酸。后期,水分不断蒸发,成云致雨,再次降落下来的雨水冲刷着地表裸露的岩石,并将一些碎屑带入海中。碎屑中含有各种盐类物质以及一些其他化学元素。

盐类不断溶解于海水中,海水变成了“咸水”。但是海水中还含有另外一些化学物质,比如氯化镁和硫酸镁,它们的味道是苦的,所以,海水是既咸又苦的。据说,自古生代(5.5亿~2.5亿年前)以来,海水的盐度便大致固定下来了。

盐度是衡量海水中盐类物质多少的一个标度,世界各大洋由于受到蒸发、降水、结冰等多种因素的影响,盐度并不均匀,但世界大洋的平均盐度为3.5%。这样的数字并不能让我们直观地感受到地球海水中盐分的总量,不如换一个质量单位来标注——这个数字约为5亿亿吨。

▍原始的海洋

如果再换一种说法的话,可以这样衡量:如果将地球海水蒸发一空,那么,整个大洋底将出现一个厚达60米的“盐滩”。把这些盐堆起来,人们能轻轻松松地堆出一个珠穆朗玛峰。

除了盐,海水中的其他元素,如铀、碘等的含量也是天文数字。

▍美丽的海边盐田

▍水天一色,在阳光的折射下,海水呈现淡绿色

蔚蓝之源

“蔚蓝的海面雾霭茫茫,孤独的帆儿闪着白光!”在诗人的笔下,大海总是涌动着蓝色的浪漫。这无边的“蔚蓝”从何而来?

在回答这个问题之前,我们先要抬头望一望太阳。绚烂的阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光合成的。光线的颜色不同,波长也就不同。而海水对于不同波长的光线,无论是吸收、反射还是散射,都有自己的“偏好”。

在吸收方面,一束光射入海水时,长波的红、黄、橙等光线会被海水不加选择地吸收。但波长较短的绿、蓝、青等颜色的光线却受到海水的“排斥”——尤其是蓝色光线,基本全被反射出海面。在散射方面,蓝光则是被水分子散射得最多的一种颜色。这两个因素叠加起来,“蓝”就成了最不受海水“待见”的一种颜色。当蓝光进入人眼时,我们就会看到一片“蔚蓝”了。

▍海水吸收阳光示意图

海水中的悬浮物质也会影响到海水的颜色。离海岸近的海水悬浮物质多,颗粒很大,这使得远处与近处的海水颜色有了很明显的区别。远处的海水颜色深蓝,近处的则慢慢变浅。到了河口三角洲附近,海水受陆地影响很大,颜色多呈现淡绿色。

▍金色的沙滩、碧绿的海水、湛蓝的天空,是近海的“标配”

近和远

我们习惯把“海”“洋”二字连用,组成“海洋”一词,仿佛它们是不可分割的一样,实际上,这两个字的区别大着呢。

当我们漫步于海滩时,“海”近在咫尺,而“洋”在天涯海角。“海”已经足够辽阔无边了,超越了人类的视线范围,但它只不过是“洋”的边缘水域,跟真正的大洋比起来,只是“小巫见大巫”罢了。真正的“洋”雄踞远方,“稳坐”海洋水体中心位置。至于洋的深度,更是海无法企及的。

众所周知,全世界的广阔水域被分为“四大洋”:太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。不过现在也有一种“五大洋”的说法——在“四大洋”之外,增加了一个“南大洋”,或叫“南冰洋”,位于南极洲附近。

大洋的一切都以“稳定”为前提,包括潮汐系统、洋流系统,乃至水温、盐度在内的整个水域环境常年处于稳定状态,基本不会受到大陆的影响,水面也永远是澄澈的蔚蓝。

与“洋”的“稳定”相比,“海”被赋予了“灵动”的意味。它们深度较浅,整个环境会随着大陆环境的改变而改变,在分类方面也深受大陆影响。处在几个大陆之间的,便是陆间海,比如地中海;通过半岛或岛屿与大洋相邻的,就是边缘海,比如黄海、东海;深入大陆内部的为内陆海,比如我们熟知的渤海。

环保小贴士

地球“碳汇”

我们通常把能吸收二氧化碳的区域称为“碳汇”,如森林碳汇、草地碳汇等。实际上,海洋也具有吸收二氧化碳的能力,而它的面积又十分广大,因此,海洋也是地球上十分重要的 “碳汇”区域。据估算,地球上每年因化石燃料燃烧所产生的碳排放约有三分之一被海洋所吸收。因此,如何提升海洋的“固碳”能力,是值得人类思索的问题。

▍世界海洋卫星图