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第8章 生命之源——神奇的水(4)

海,在洋的边缘,是大洋的附属部分。海的面积约占海洋的11%。海的水深比较浅,平均深度从几米到两三千米不等。海临近大陆,受陆地、河流、气候和季节的影响,海水的温度、盐度、颜色和透明度,都受陆地的影响,有着明显的变化。夏季海水变暖,冬季水温降低,有的海域海水还要结冰。在大河入海的地方或多雨的季节,海水会变淡。由于受陆地影响,河流夹带着泥沙入海,近岸海水混浊不清,海水的透明度差。海没有自己独立的潮汐与海流。

海可以分为边缘海、内陆海和地中海。边缘海既是海洋的边缘,又是临近大陆的前沿。这类海与大洋联系广泛,一般由一群海岛把它与大洋分开。我国的东海、南海就是太平洋的边缘海。内陆海,即位于大陆内部的海,如欧洲的波罗的海等。地中海是几个大陆之间的海,水深一般比内陆海深些。世界主要的海接近50个,太平洋最多,大西洋次之,印度洋和北冰洋差不多。

2.海洋形成的奥秘

对海洋的形成这个问题目前科学还不能给出最后的答案,这是因为,它们与另一个具有普遍性的、同样未彻底解决的太阳系起源问题相联系。

现在的研究证明,大约在50亿年前,从太阳星云中分离出一些物质。它们一边绕太阳旋转,一边自转。在运动过程中,它们互相碰撞并结合,由小变大,逐渐形成原始的地球。

原始地球的内部火山活动很剧烈,火山爆发比较频繁。从火山喷出的气体,构成了地球的原始大气的一部分。水是原始大气的主要成分,以水蒸气的形态存在于大气之中。地表通过不断地散热,水蒸气就逐渐冷却并凝结成水。以后,地球内部温度逐渐降低,地面温度也降到了沸点以下。于是,天上下起了倾盆大雨,降落到地球表面并流到低洼的地方,持续了许多亿年,最后就形成了江河、湖泊和海洋。

科学家把那时的海洋叫做原始海洋。

在原始海洋里,盐分较低,而有机物质和矿物质却非常丰富。

当时由于大气中不存在臭氧层,同时天空放电、火山爆发所放出的能量、宇宙间的宇宙射线,以及陨星穿过大气层时所引起的冲击波等,都对有机物的合成起了一定的作用。其中天空放电提供的能量在靠近海洋表面的地方释放,原始大气产生了反应,所合成的有机物质就被雨水冲刷到原始海洋当中,从而使原始海洋含有丰富的有机物质。广大的原始海洋、各种物质汇集在一起,气象万千,大量的有机物源源不断产生出来,海洋就成了生命的摇篮。

总之,经过水量和盐分的逐渐增加,以及地质历史上的沧桑巨变,原始海洋逐渐演变成了今天的海洋。

3.规律流动的洋流

洋流又称海流,是指海洋中海水沿一定途径的大规模流动的现象。

风力和海水密度分布不均是引起洋流运动的主要原因,此外岛屿、大陆的海岸和地球的自转对洋流也有一定的影响。

洋流是地球表面热环境的主要调节者,它可以分为暖流和寒流。

一般由低纬度流向高纬度的洋流为暖流,由高纬度流向低纬度的洋流为寒流。

洋流按成因可分为风海流、密度流和补偿流。

由盛行风推动海水漂流,形成规模很大的洋流,叫做风海流。

世界大洋表层的海洋系统,大多属于风海流。由海水密度的差异造成的海水流动,这种洋流是密度流。当某一海区的海水减少时,相邻海区的海水便来补充,这样形成的洋流就是补偿流。

洋流对海洋中多种物理过程、化学过程、生物过程和地质过程,以及海洋上空的气候和天气的形成及变化,都有影响和制约作用。

暖流对沿岸气候有增温增湿作用,寒流对沿岸气候有降温减湿作用。

寒暖流交汇的海区,海水受到扰动,容易形成大规模渔场。海轮顺洋流航行可以节约燃料,加快速度。但洋流形成的海雾以及携带的冰山给海上航运造成了较大的威胁。洋流还可以把近海的污染物质携带到其他海域,从而加快了污染的扩散,加快了近海净化的速度。

比较有名的墨西哥湾流,最狭窄处也宽达25千米,流动时速可达2000米,沿北美洲海岸北上,横过北大西洋,调节北欧的气候。

北太平洋洋流是一道类似的暖流,从热带向北流,可以提高北美洲西岸的气温。

4.壮观的海浪

在广阔的海洋上,波浪在不断地翻滚,有时波平如镜,有时却巨浪滔天。除了那些由地震或火山爆发造成的波浪外,波浪多半是由吹过海面的风引起的。远处暴风雨所搅起的波浪,可能移动数百里才抵达岸边。

由于太阳和月亮引力的作用,海面会出现周期性的升降、涨落与进退的现象,这种自然现象就是潮汐。古代称白天的潮汐为“潮”,晚上的称为“汐”,合称为“潮汐”。

海洋的潮汐可以用来为人类服务,如发电。1912年,世界上最早的潮汐发电站在德国的布斯姆建成。1966年,当时世界上最大容量的潮汐发电站在法国的朗斯建成。我国最大的潮汐电站是1980年5月建成的浙江省温岭县(今温岭市)江夏潮汐试电站。

5.恐怖的海洋灾害

海洋是地球上决定气候发展的主要因素之一。

海洋本身是地球表面最大的储热体,也是最大的热能传送带。

海洋与空气之间的气体交换对气候的变化和发展有极大的影响。飓风就是在海洋上空,由海洋的蒸汽形成的。

海洋有时也会发威,给人类带来严重的灾害。

海洋灾害主要有灾害性海浪、海冰、赤潮、海啸和风暴潮、龙卷风。同时,一些海洋与大气相关的灾害性现象还有厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、台风等。

(1)海啸

海啸是一种具有强大破坏力的海浪。这种波浪运动引发的狂涛骇浪,汹涌澎湃。

它卷起的海涛,波高可达数十米。

这种“水墙”内含有极大的能量,冲上陆地后所向披靡,往往会对生命和财产造成严重摧残。智利大海啸形成的波涛,移动了上万千米仍不减雄风,足见它的巨大威力。

百年以来死亡人数过千的七次大海啸有:

①1908年12月28日,意大利墨西拿地震引发海啸,震级里氏7.5级,在近海掀浪高达12米的巨大海啸。地震发生在当天凌晨5点,海啸中死难8.2万人。这是欧洲有史以来死亡人数最多的一次灾难性地震,也是20世纪死亡人数较多的一次地震海啸。

②1933年3月2日,日本三陆近海地震引发海啸,震级里氏8.9级,是历史上震级最强的一次地震。其引发海啸浪高29米,死亡人数3000人。

③1959年10月30日,墨西哥海啸引发山体滑坡,死亡人数5000人。

④1960年5月21~27日,智利沿海地区发生20世纪震级最大的震群型地震,其中最大震级里氏8.4级,引起的海啸最大波高为25米。海啸使智利一座城市中的一半建筑物成为废墟,沿岸100多座防波堤坝被冲毁,2000余艘船只被毁,损失5.5亿美元,造成1万人丧生。此外,海浪还以每小时600~700千米的速度扫过太平洋,使日本沿海1000多所住宅被冲走,2万多亩良田被淹,15万人无家可归。

⑤1976年8月16日,菲律宾莫罗湾海啸使8000人死亡。

⑥1998年7月17日,非洲巴布亚新几内亚海底地震引发的49米巨浪海啸使200人死亡,数千人无家可归。

⑦2004年12月26日,印度尼西亚苏门答腊岛发生地震,引发大规模海啸。到2006年年末为止的统计数据显示,印度洋大地震和海啸以及所造成的瘟疫灾害已经造成近30万人死亡。这可能是世界近200多年来死伤最惨重的,也是世界灾难史上较悲壮的一次海啸灾难,死亡人数已经超过1976年我国唐山大地震造成的24.2万人遇难。

(2)厄尔尼诺现象

厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高,海水水位上涨,并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域,结果引起海啸和暴风骤雨,造成一些地区干旱,另一些地区又降雨过多的异常气候现象。

(3)拉尼娜现象

拉尼娜是指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏冷的现象(与厄尔尼诺现象正好相反)。

拉尼娜现象就是太平洋中东部海水异常变冷的情况。东信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部,致使西部比东部海平面增高将近60厘米;西部海水温度增高,气压下降,潮湿空气积累形成台风和热带风暴,东部底层海水上翻,导致东太平洋海水变冷。

厄尔尼诺和拉尼娜是赤道中、东太平洋海温冷暖交替变化的异常表现。这种海温的冷暖变化过程构成一种循环,在厄尔尼诺之后接着发生拉尼娜并不少见。同样拉尼娜发生后也会接着发生厄尔尼诺。但从1950年以来的记录来看,厄尔尼诺发生频率要高于拉尼娜。

拉尼娜现象在当前全球气候变暖背景下频率趋缓,强度趋于变弱。

特别是在20世纪90年代,1991~1995年曾连续发生了三次厄尔尼诺,但中间没有发生拉尼娜。

一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来,出现厄尔尼诺现象的第二年,都会出现拉尼娜现象,有时拉尼娜现象会持续两三年。

1988~1989年,1998~2001年都发生了强烈的拉尼娜现象,令太平洋东部至中部的海水温度比正常低了1~2℃,1995年至1996年发生的拉尼娜现象则较弱。

6.大事件聚焦——印度洋海啸

2004年12月26日,在印度洋板块与亚洲板块交界处的苏门答腊岛,发生了世界近200多年来死伤最惨重的海啸灾难——印度洋海啸。这场突如其来的灾难是由印度西尼亚海域的里氏9级地震引发的,给印尼、斯里兰卡、泰国、印度、马尔代夫等国造成了巨大的人员伤亡和财产损失。到2006年年末为止的统计数据显示,印度洋大地震和海啸已经造成近30万人死亡或者失踪。

海啸作为一种具有强大破坏力的海浪,往往会对人们的生命安全和财产造成较为严重的威胁和伤害。

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