登陆注册
7136700000043

第43章 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,渔船仿佛被黏性无穷的胶水粘住了,一点儿也动弹不了。

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45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多千米。

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。

同类推荐
  • 探究式科普丛书-运输大王火车

    探究式科普丛书-运输大王火车

    本书从火车基础知识、构造原理、发展的历程以及高新技术在列车上的应用等几个方面入手,对火车做了一个全面而系统的介绍,阅读本书,你会对火车有一个更为全新的了解和认识。
  • 科学解密地球

    科学解密地球

    本书内容涉及海洋、河湖、自然、水火、植物、生命、科学等诸多领域,以及世界上到处流传的未曾被世人揭晓答案的神奇传说故事和谜团,把这些奥秘加以系统地、有重点地展示。
  • 探究式科普丛书-人类生存的基石:地球

    探究式科普丛书-人类生存的基石:地球

    本书系统介绍了关于地球方方面面的知识,将逐一为朋友们解开这些谜底,本书内容条理清晰,好读易懂,并配有相关插图,为青少年读者提供了一个广阔的知识平台,对于充满好奇心的青少年朋友来说,是一本开卷有益的科普读物。下面,就让我们一起走进地球这个大千世界吧!
  • 诡异事件之谜

    诡异事件之谜

    挖掘了人类社会、地球乃至宇宙所包含的难解谜题首次披露了大干世界中神秘的、充满悬疑色彩的谜团背后鲜为人知的内幕这套百万字的传奇读本精选了有关国宝、密码、海盗、大谋杀,诡异事件、离奇事件的未解经典内容选配了数千幅珍贵图片,带给读者一场视觉饕餮盛宴。
  • 核能:威力惊人的能量

    核能:威力惊人的能量

    本书对世界核能发展的历史进行了详细的介绍,描述了核能发展既漫长又曲折的道路,展示了核能作为清洁能源、充足能源、环保能源的广阔前景。
热门推荐
  • 学长你又分手了

    学长你又分手了

    每一个人都不看好他们的感情,觉得他们不会长久,分分合合好几次,还好最后是你。“我可以喜欢你么,一辈子的那种。”“其实萝卜很难吃,我很怕虫子,我不会做饭,但是和你有关的我都愿意尝试。”“希望等你老了我还可以带你一起去吃冰淇淋。”这场表白没有撒了满地的花瓣,没有一屋子的气球,只有三五个好友和对方。“谢谢你每天坚持对我的喜欢。”“对于你这个意料之外我很满意。”未来的道路都是无法预料的,但是这份感情一定是在掌控之中的。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 邪王盛宠:武林萌妃别搞事

    邪王盛宠:武林萌妃别搞事

    第一次见面,她取笑他是耗子,殊不知被她叫为耗子的是个腹黑王爷;第二次见面,她看着他妖孽的脸,大喊:“谁家的小白脸?”那语气就像捡了一条小狗问是谁家丢的;第三次见面,某女终于按耐不住了,管他是王爷还是小白脸,先扑倒再说,某王一脸黑线,“放开本王!”“乖乖!等我吃干抹净后一定放!”……被吃干抹净后,某男变得很温顺,某女对她勾了勾手,“歆歆是口渴了吗?”“不是”“饿了吗?”“不是”“那您有何吩咐呢?”“我想当皇帝!”“可以!但有个条件。”“嗯?”“把我养在后宫呗!”“……”第二天,宫中进了一大批秀男,某人很生气,后果很严重,于是乎,我们的新帝三天上不了早朝……
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 羽落天幕

    羽落天幕

    无常灵修,百炼封王,龙魂妙觉,以天为敌,渡九重劫,踏轮回海,主宰临尘。
  • 快穿宿主很反派

    快穿宿主很反派

    “宿主,你有人格分裂吗?”系统第N次问。“没有!我说了多少遍了?!”檬菰不耐的说。……“宿主,位面崩了?”系统惊讶的看着屏幕问。“嗯。”檬菰波澜不惊的应道。……“宿主!那是女主你不能杀!”系统抓狂的叫着。“是吗?”檬菰阴测测的笑着。#我家宿主是个多变蛇精病!赶紧快来个人收了她!!!!∑(°Д°ノ)ノ#【特别提醒:本文有男主,是走恋爱风哦!】
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 相对连接

    相对连接

    微微安·海伦做了一个很长的梦,梦醒后开始了她的公主修行,然后她开始无敌了。
  • 冰山殿下的小迷糊

    冰山殿下的小迷糊

    她是一个迷糊而又可爱的小公主,当一天她遇上了寒冷如冰的他时——“小宝贝儿,你这是在诱惑我么?”某只邪恶的笑了笑,一下子扑到了小可爱。那正是在冰山中破裂生出邪恶如他的那一天!--情节虚构,请勿模仿
  • 少年枭雄

    少年枭雄

    看一个穷小子如何在物欲横流的现世中,千年缠绵、百世轮回、纵天殁地崩、地老天荒,也誓要将你,在梦中寻找,一切刻骨痴颠、柔肠千结!