第二部分 神秘的海底世界(3)
關島是怎樣變成蛇島的
關島位於太平洋西部,麵積540平方公裏,住有10萬人口,是馬來西亞群島中最大的島嶼,現在為美國所占,關島原本是一個普通的海島,並沒有多少蛇。可現在島上蛇的數目卻大得驚人。那麽,這些蛇是怎麽來的呢?
原來,第二次世界大戰期間,關島是美國在太平洋上對日作戰的重要軍事基地,當艦船從澳大利亞、新幾內亞和所羅門群島往關島運送軍需物資時,偷藏在貨物中的褐色樹蛇也被運到關島。褐色樹蛇是一種無毒蛇,最大的有4米長。因為它無毒,人們便不必限製其生長;而關島的氣候又溫和濕潤,還有大量鳥類可食,褐色樹蛇便得以大量繁衍。目前,關島的樹蛇已達到每平方英裏6000多條,有的地區竟多達每平方英裏1.2萬條。因而,人們驚呼。關島已成為蛇島了!
海洋中也有“飛碟”
空中的“飛碟”一直受到人們的關注,海洋中的“飛碟”卻鮮為人知。其實,據統計大海深處的“飛碟”已發現了340多個。
海中飛碟與空中飛碟不一樣,它是由一種特殊的水組成的。這種水的溫度、密度、含鹽量及所含化學物質與周圍海水不同,因而呈現出一個邊緣分明的“獨立體”,並且隨著海流和旋渦,一邊前進一邊高速旋轉。最特別的是,它可以長達10年不解體,永不疲倦地轉個不停。另外,海中飛碟要比空中飛碟大得多,大西洋發現的一枚飛碟直徑達80公裏!它在飛速旋轉時, “吞進”了難以數計的魚蝦。
據科學家們研究,海中飛碟大多誕生於大江、大河、大湖通海的出口處。原因很簡單:當比重和性質迥然不同的淡水和海水相遇時,常常會出現互不相融的場麵,可謂“海水不犯河水”。此外,在遠海和大洋的相交處,如地中海與大西洋的匯合處,就有為數不少的飛碟,在肉眼看不到的海洋深處以不同的速度各自旋轉著。
海霧拯救了30多萬盟軍
第二次世界大戰的開始階段,法西斯德國軍隊曾猖撅一時,在各個戰場上占據主動。1940年5月24日,德軍在法國北部包圍了英、法、比利時三國的盟軍部隊33.8萬人。盟軍後有德軍的追擊,天空有德軍飛機的狂轟濫炸,而前麵又有波濤洶湧、水寬流急的多佛爾海峽攔住了去路,真到了危在旦夕的地步。
盟軍拚湊了800多艘各種船隻,決定由敦刻爾克經過多佛爾海峽撤退。頭一天(5月27日)在德軍飛機不斷轟炸下,僅撤走了7600多人,德軍的坦克又不斷逼近,形勢相當危急。但到了5月30日,海上突然樹起了“青紗帳”:濃霧籠罩了多佛爾海峽,使德軍飛機看不清下麵的轟擊目標,毫無致勝辦法。盟軍抓住這一有利時機,爭分奪秒地撤退轉移,一天就撤走了5萬多人。濃霧連續了兩晝夜之久,等到6月4日,盟軍的33.8萬人全部逃出了德軍的魔掌,轉危為安了。
人類與海洋
海洋巨大的資源給人類帶來了希望,人類為開發這塊“寶地”,正在不斷地想方設法。
但同時,隨著海洋的開發,也帶來了海洋環境汙染的嚴重問題。凡是人類活動產生的一切廢棄物總是直接或間接地以這種或那種形式侵入海洋,並最終在海洋中找到歸宿,所以,有人把海洋稱為巨大的“垃圾桶”。如今的海洋,油汙在不斷擴散,重金屬的累積成了災難,放射性廢物有增無減,農藥在海水中蔓延,富饒的海洋已經遭到不同程度的汙染和破壞。
海底油田的開發和井噴事故,以及海上石油運輸過程中的事故,已經大大加劇了海洋的石油汙染。
1969年,美國加利福尼亞洲聖巴巴拉沿岸的海底油田,由於地層龜裂,造成嚴重的井噴事故。幾天之內湧出石油1萬多噸,引起海麵大火。油田被封閉後,每天仍有2噸原油噴出,致使海麵附近覆蓋了一層l一2厘米厚的油層。
1976年5月12日,油輪“歐奎奧拉”號從波斯灣駛往歐洲的途中,在西班牙的拉科羅納港附近觸礁,10萬噸原油漏人海中,造成震撼世界的海洋石油汙染事件。海麵上的石油隨海浪從歐洲越過大西洋一直漂移到北美的加勒比海。拉科羅納港灣是歐洲重要的水產供應地,尤以貽貝、牡蠣、蚌殼等著名,也是歐洲氣候適宜、風光旖旎的旅遊勝地,這一次石油汙染對於此地的水產和旅遊都造成了嚴重破壞。
1991年1月海灣戰爭爆發,科威特、伊拉克沿海輸油管道遭到破壞,約4億加侖原油流人海灣,造成海洋石油汙染事件中最為可怕一次大汙染,其嚴重後果無法估量。這次石油汙染,對周圍海域及至更大的生態產生了巨大的破壞作用,這一地區的珊瑚礁、海草床、海龜和其他許多生物將遭滅頂之災。
有人估計,每年汙染海洋的石油及其製品約1000萬噸。其中,由河流注入海洋的廢油約500萬噸,海底油田的井噴和泄油流人海洋的石油為100多萬噸,油船失事漏進海洋的石油50萬噸,各種船舶排入的壓艙水、機艙水等含油量可達100萬噸,其餘則是大氣中石油烴隨雨、雪降落到海洋中的汙染。
在開發海水的化學資源中,如提取鎂、溴、鈾等元素,都要使用吸附劑。一座年產800噸鈾的工廠,每天需要處理海水34億噸。於是,吸附劑中所含的重金屬就會排人海水中,造成重金屬汙染。
利用海水溫差來發電,在深海底采集錳結核,都可以擾亂海水的“寧靜”,使底層冷海水上升到表層。這樣,一方麵會使深層冷水中所富有的營養物質帶到表層,一方麵又破壞了海水中正常的上下溫度結構。這不僅會對低層大氣產生某些作用,而且也會對海洋生態環境產生一定的影響。
海洋本身有著巨大的自然淨化能力。一些有害物質進入海洋之後。汙染物質可以不斷地被擴散、稀釋、氧化、還原和降解,使海洋得到淨化。但是,海洋的這種自淨能力也不是無限的,當大量的有害物質進入海洋,超越一定海域的自淨能力時,這個海域即會遭到汙染。
大家知道,海洋在地球上是互相連通而不可分割的水體,一個海域受到汙染勢必影響到其他海域。現在,世界上遭受汙染的海域越來越多,不斷發生危及人類健康的事件,向人類發出危險的警告,引起了各國人民的普遍關注。
另外,像不適當的圍海造田、灘塗圍墾、河口築壩、過度濫捕海洋生物、過度開采海濱砂礦等,都會破壞海洋生態係統,引起災害性的變化,例如,過去濫捕南極海域的鯨類,使它們大量減少,而鯨類的重要食物一磷蝦,卻大量繁殖。而磷蝦又以藻類和微生物為食,磷蝦的大量繁殖,又使這些生物急劇減少等等。又如,有人設想把南極洲的大量冰塊運出,這樣雖然能解決幹旱地區的缺水問題,但也勢必使地球上的熱量平衡發生變化,從而影響到全球的氣候。
這一切都在向我們發出警告,海洋為人類創造的良好環境已經遭到了嚴重的破壞,人類已經自覺不自覺地幹出了許多破壞海洋資源的蠢事。所以,雖然海洋開發前景誘人,但在開發海洋資源的同時,必須考慮到對資源的保護,對環境的保護。否則,海洋就會嚴酷地“報複”人類,最後致人類於死地。
人類必須明白,我們隻有一個地球,我們隻有一片海洋。居住在地球上的人類,不能成為破壞海洋環境的“敗家子”。海洋是富饒的.,也是愛憎分明的,隻要我們和它交朋友,協調好人類和海洋的關係,使之美好與和諧,海洋就會加倍地造福於人類,造福於子孫萬代。
請永遠記住這一點。
深海生物得福於人類無知
在地球上所有生物中,人隻是成千上萬個物種中的一個,他們卻進化得可以發明工具,隨意殺戮著其他物種。隨著文明的進步,人類的捕獵技巧越來越高超,卻使得物種滅絕的速度越來越快。然而,相對於深海來說,人類卻顯得特別的無知。生態學家們認為,正是人類的“無知”挽救了深海生物的性命。
海洋是生命的誕生和孕育之地,生物的進化曆程表明,地球上的生物起源於海洋。海洋不但占據了地球71%的表麵積,而且提供了99%的生物可棲息的地方。海洋不但是海洋生物的庇護所,而且為人類文明的進步發揮著重要作用。海洋不但提供給人類食物,而且主宰著地球的氣候變化和物質循環,是地球生態鏈中重要的一環。然而,人類卻不珍惜海洋,從古至今就有不少人認為海洋的包容性很強,而把海洋作為垃圾場和“排汙罐”,靠近陸地的淺海海域已經被人類糟蹋得不成樣子了。
目前,地球上發現了34個動物門,其中有33個動物門可以生活在海洋中,海洋中有13個門的動物可以移居陸地,隻有15個動物門隻能生活在海洋中。可見,海洋是保護生物多樣性的好地方。地球大約是在46億年前誕生的。在地球誕生後的40億年時間裏,地球上的生命,包括植物和動物,幾乎沒留下任何實質性的痕跡。然而,從距今6700萬年起,生物的種類開始增多。在距今500萬至1000萬年的這段短短的時間裏,卻產生了生命的大爆發。科學家從發掘出來的化石推測,現今世界上所有的動物門都在這一時期同時出現,而且之後再沒有產生新的門。這些新的動物門都是在海洋中產生的,科學家認為生命大爆發是與地球構造與氣候的變化有直接關係,當時大陸的漂移導致了海洋的分割,氣候的變化導致了各個氣候帶的產生,這些都為生物多樣性的大爆發提供了條件。
從500萬年前起,地球上的動物門不再增多,海洋中的生物種類卻還在不斷進化並逐步增多。然而,隨著人類對海洋開發的腳步加快,海洋動物的數量和種類都開始減少。目前,除開發較晚的印度洋的生物種類還在增多外,其他大洋的海洋生物種類開始減少。破壞海洋生物多樣性的主要因素有3個,一是對海洋生物的過度捕撈,二是海洋運輸、資源開發和汙染對海洋生物棲息地的破壞,三是人類對地球環境的破壞導致了全球氣候變暖,從而影響了海洋生物的生存。
生態學家們認為,好在人類對深海還很無知,不然海洋物種的命運就該和陸地生物差不多了。人類的科技雖然相當發達,他們到深海的能力卻很弱,甚至低於到月球的能力。人類到外太空可以製造抵抗失重的航天飛行器,可以給飛行器充人氧氣供飛行員使用。然而,人類卻沒有辦法對付大得嚇人的深海壓力。然而,不少深海生物卻可以怡然自得地生活在這些高壓區,讓人類自愧不如。
在海洋裏,每下潛10米深,水壓就增加一個大氣壓,過高的水壓會對人體造成生理影響,某些情況下超出人體的耐受範圍,還會引起病理性損傷。而且人在水中不能像在大氣中一樣自由呼吸,水壓、低溫、黑暗、水流、湧浪、水下生物傷害,以及各種潛水疾病的威脅等不利因素,都不同程度地限製了人在水下行動的自由。因此,並不是任何人都可以背上潛水裝備無止境地下潛到海底。目前世界上直接下潛到海中的最大深度紀錄是501米。越往海洋深處就越黑暗,一般在海麵700米以下就是黑暗一片了,此處難以找到植物了,然而,海洋深處還是有豐富的有機質,所以深海裏還是有著形形色色的動物,不少動物為了適應深海環境而變得特別奇特。世界上深度超過6000米的海溝有30多處,其中的20多處位於太平洋洋底。目前,各種載人潛艇的下潛深度一般也不會超過1000米,隻有無人探測車能達到6000米以下的深海裏進行科學考察。
科學家們還會繼續對深海作科學研究,以便提出一些合理的開發海洋的方案,並提出更好的保護海洋的建議。另一方麵,生態學家卻希望讓人類繼續保持這種對海洋的“無知”狀態,不要去驚動維持地球長久可持續發展的海洋生態,他們希望看到海洋生物種類能夠重新出現增長的趨勢。
北極為什麽沒企鵝。南極為什麽沒熊
北極和南極的氣候同樣酷寒、同為冰天雪地,北極為何沒有企鵝呢?實際上,很久以前, “北極大企鵝”曾在北極生存過,隻是現在滅絕了。
“北極大企鵝”身高60厘米,頭部棕色,背部羽毛呈黑色,紳士風度翩翩。它們生活在斯堪的納維亞半島、加拿大和俄羅斯北部的海流地區,以及所有北極和亞北極的島嶼.上,數量曾達幾百萬隻。
大約1000年前,北歐海盜發現了大企鵝。從此,大企鵝的厄運來臨。特別是16世紀後,北極探險熱興起,大企鵝成了探險家、航海者及土著居民竟相捕殺的對象。長時間的狂捕濫殺,導致北極大企鵝長度滅絕。
南極又為什麽沒熊呢?熊類是雜食、適應性強的陸生動物,從北極到熱帶均有分布。第三紀由於地球上出現寒冷氣候,南北極形成冰川。來不及由極地往溫暖地區遷移的喜溫動物都滅絕,僅一些適應寒冷氣候的動物在冰川邊緣生活。原來以北極植物為主食的穴居熊絕跡了,而一種毛皮厚、肉食,並且體溫調節能力、越冬生理以及生物化學都適應嚴寒的熊類在北極生存下來,這便是以後的北極熊。
而南極洲早在熊類祖先出現之前便是一個海洋環繞的大陸,不與其他大陸相連。大洋的隔斷使陸生熊類根本不可能往那裏遷移,所以南極不可能發現北極熊的蹤影。在這個麵積1400萬平方公裏的大陸上,卻沒有大陸區係的動物,所有動物均劃歸海洋動物區係。
波利尼西亞人來自何方
浩瀚的太平洋上,星星點點散布著許許多多的島嶼。它們被分成三大島群,即密克羅尼西亞、美拉尼西亞和波利尼西亞。其中波利尼西亞群島範圍最大,它北起夏威夷群島,南至新西蘭,東至複活節島,占據著太平洋中部遼闊的海域。早在輪船自由航行於大洋之前,這些島嶼上就有土著民族居住了。居住在波利尼西亞群島上的80萬土著民族被稱為波利尼西亞人。其實,波利尼西亞人的祖先也是從其他地方遷移來的,並非是在當地經曆了從猿到人的演化過程發展而來的,因為在這些島嶼上沒有發現遠古人類生存或活動的遺存痕跡。同時,從地理學的角度來看,這些島嶼的麵積都太小,對於需要漫長的時間進行演化的人類祖先來說,缺少足夠的活動空間。
那麽,波利尼西亞人的祖先來自何方?人們爭論了數百年之久,主要有兩種不同的說法。一種說法認為來自西方,另一種說法認為來自東方。兩種說法都有一定道理。
從地理位置上看,波利尼西亞群島與其西麵的密克羅尼西亞、美拉尼西亞兩大群島相毗鄰。而它與東麵的美洲大陸之間相隔遼闊的海域。從語言上看,波利尼西亞人的語言與其西麵兩大群島有密切關係。這三大群島的語言同屬一個語種,即馬來一波利尼西亞語種。這一語種包括的範圍,西起非洲東部的馬達加斯加島,東至複活節島的廣大地理空間。另外,波利尼西亞的一些主要家畜和栽培作物,與東南亞地區相近。這些事實長期以來使一些人類學家認為,波利尼西亞人的祖先是從西部遷移來的。
但是,另一方麵,波利尼西亞人與其西麵兩大群島的土著居民也有很多不同之處,而與其東麵美洲大陸的印第安人卻有很多相似之處。例如,在體形上,密克羅尼西亞和美拉尼西亞人都身材矮小,而波利尼西亞人則相對要魁偉些,這與印第安人更為相近。在血型上,波利尼西亞人和美洲印第安人都缺少B型和AB型血型。另外,人們還發現,波利尼西亞人的神話傳說和傳統習慣中,也有若幹與印第安人相似之處。因此,有一些人類學家認為,波利尼西亞人的祖先是從東麵的美洲遷來的。
從地理條件看,在古代航海工具很原始的情況下,亞洲大陸或東南亞地區的居民,由於有密克羅尼西亞和美拉尼西亞兩大群島的存在,可以利用這兩大群島作為跳板或中轉站,從而比較容易地來到波利尼西亞。而美洲印第安人要到波利尼西亞群島,則不具備這種有利條件,他們要越過遼闊的海域,其間缺少島嶼作為跳板。
然而,太平洋上的海流,對從東南亞或亞洲大陸直接向東航行到波利尼西亞群島,會造成很大的麻煩。在太平洋中部赤道南北兩側,有兩股強大的海流,即南赤道洋流和北赤道洋流。兩股洋流都是自東向西,從太平洋東部流向太平洋西部。所以,乘木帆船從太平洋西側逆著這兩股洋流向東長久航行幾乎是不可能的事。另外,與這兩股強大的洋流相伴,還有兩股強大的季風,常年保持著和這兩股洋流一致的方向。狂風巨浪,對於古代的小木船或帆船,不啻於滅頂之災。16世紀時,葡萄牙人和西班牙人曾多次試圖從東南亞地區向東航行,到太平洋中去探險,但每次都失敗了。因此,位於太平洋西部的密克羅尼西亞和美拉尼西亞群島的許多島嶼,都不是被從亞洲大陸或東南亞向東航行的航海家發現的,而是由從美洲向西航行的航海家發現的。例如,1527年,海爾南·科台斯命令一支探險隊從墨西哥出發向西航行到菲律賓,一路很順利,可謂一帆風順。而後,他又命令船隊經原來的路線再返回,探險隊經過多次嚐試,試圖向東再橫越太平洋返回,結果均以失敗告終,風和洋流總是毫不客氣地把船向西推回到印度尼西亞。他們的這一嚐試,前後持續了2年時間,都未成功。
從太平洋西部到東部的航行,一直到1565年,才由安德列斯·烏爾塔奈塔完成。然而,他之所以能完成這一航行,主要是選擇了一條巨大的弧形航線。他從太平洋西側經日本向太平洋北部航行,發現這裏有一股自西而東的強大的洋流,從太平洋西部經日本列島和阿留申群島南側流到北美洲的西海岸。這就是著名的黑潮。這樣就開辟了從亞洲到美洲的海上航路:借助黑潮、北太平洋海流,可從亞洲到達北美洲的西海岸,然後再從北美洲的西海岸順著北赤道洋流到達亞洲。
此後,蒙大納在南太平洋進行了兩次探險。這兩次探險航行,他都是從位於南美洲的秘魯出發向西航行,並發現了波利尼西亞和美拉尼西亞的島嶼。然而,他也不能順原路返回南美洲西海岸,不得不順著黑潮的海流,繞道北太平洋經阿留申群島和夏威夷返回。這就表明,在赤道南側的南太平洋,自西向東的航行,也是相當困難的。這些探險活動,有利於波利尼西亞人的祖先來自東麵美洲大陸的說法。
東來說的主張者們還有下列事實作依據:在西班牙人最初來到秘魯(當時印第安人在這裏建立了強大的印加帝國)時,當地人曾告訴西班牙人有關西方遙遠島嶼的許多情況,他們去過這些島嶼,並且是乘著用輕木做的木筏去的。另外,歐洲人最初來到波利尼西亞時,發現在它的東部島嶼種有美洲白薯,說明這種植物是從美洲大陸傳來的。。
不僅海流、風向和漂流探險表明,波利尼西亞人與北美洲西北沿岸的印第安人存在著聯係,考古學與人類學研究也為此提供了證據。考古學家近年發現,波利尼西亞人曾經使用的石柄魚鉤和骨製倒鉤,在北美洲西北太平洋沿岸地區的印第安人中也曾使用過。波利尼西亞人加工食物用的造形美麗的磨光石器,也是北美洲西北太平洋沿岸地區印第安人加工食物的基本工具。這兩個地區的人們把食物弄熟的辦法也相似:他們都還不懂得製造陶器,因此不是用陶器來煮熟食物,而是在地上挖坑,鋪上石頭作為地灶來烘烤食物。他們都不懂紡織技術,而是用槌子把樹皮纖維捶成類似氈子一樣的東西遮蓋身體。另外,從體形、頭形、鼻子、皮膚、頭發、血型、傳統習慣、宗教以及部落組織等諸多方麵,波利尼西亞人與北美洲西北部太平洋沿岸地區的印第安人之間非常接近,關係密切。
總之,波利尼西亞人的祖先來自何方?他們是如何遷移來的?仍是個謎。
不毛之海是海洋微生物寶庫
克雷格·文特爾因領導塞萊拉基因科技公司在3年內完成人類基因組定序而聲名大噪。如今,他把研究興趣轉移到海洋微生物方麵,展開了另一項壯舉——為全球海洋微生物基因組編目。他所率領的研究小組,最近在百慕大群島附近的馬尾藻海中,發現了1800多種新的海洋微生物,以及121萬餘種科學界從未見過的基因。
2002年年初,文特爾辭去塞萊拉公司總裁職務後,創立了多家新的研究機構。對馬尾藻海生態係統的基因組測序研究,由他新創的生物能源替代研究所具體負責。該研究機構首次對一個完整生態係統中的所有生物進行基因組測序研究,以尋找利用生物技術解決環境問題的新途徑。美國能源部為文特爾領導的這項新研究提供總計900萬美元的資助,而這些資金隻能對整個研究計劃提供部分幫助。美國能源部部長斯潘塞·亞伯拉罕在一份聲明中認為,新研究有望加深人們對微生物種群的認識,在此基礎上有可能開發出生產氫能、吸收大氣層中二氧化碳的新型生物。
◆“生態沙漠”是個微生物寶庫
自然界中的微生物多如恒河沙數,但絕大部分都無法在實驗室中培養觀察。因此,文特爾突發奇想,率領旗下研究人員遠征大西洋上的百慕大群島,準備就地取材。選擇此地則是因為科學界向來認為馬尾藻海營養貧乏,海洋生物數量有限,可以讓取樣的工作更加單純。由大西洋中西印度群島出發,經百慕大群島至亞速爾群島之間,有一片橢圓形海域,那就是馬尾藻海,它因馬尾藻聚生而得名。由於這一帶生物稀少,該海域又被稱為浮動的“生態沙漠”。文特爾說,他們采用高速運行的計算機,繪製了能在馬尾藻海生態係統中找到的所有微生物的基因組序列圖。
文特爾說,他有意效仿達爾文周遊世界尋找新生命的方式來尋找新的微生物。文特爾把自己的專用遊艇“魔法師二號”改裝成研究船,在海洋中每隔320公裏舀取海水進行采樣。科學家通常是以實驗室培養的方式研究微生物,可是能夠在實驗室裏培養的微生物與整個生態係統中的微生物數量相比簡直微乎其微。文特爾指出,海洋中的微生物基因寶庫,可任由他們抽取DNA,完全不必培養。而利用基因組定序這項工具,他們就能夠找到大量的新微生物。
文特爾等人在馬尾藻海上挑了6處研究地點,以層層過濾裝置汲取海洋微生物,為它們的基因組定序,總共定序了10億多個堿基,然後再分析其DNA序列,結果大出研究者意料之外,這塊眾人心目中的“不毛之海”居然是一座海洋微生物寶庫,除了已經鑒定出的1800多個新品種外,文特爾估計此地還可以找到5.1萬種新細菌,充分彰顯海洋無窮無盡的生物多樣性。
◆新基因將有益於能源和環保方麵研究
文特爾等人在馬尾藻海的細菌中發現的12l萬餘種基因,超過以前公有數據庫所列微生物種基因的總數,雖然其中許多是現有基因的變種,全新的基因仍多達7萬餘種,約為人類基因數目的兩倍。其中782個基因的蛋白質產物對光敏感,可能蘊含微生物將陽光轉化為生物能的秘訣。他們還發現約5000個新基因的功能涉及氫能的開發,這些新基因可將化合物中的氫原子轉變成氫氣釋放出來,而廉價的氫氣正是人類寄望最殷切的環保能源。此外,他們還發現了能夠吸收重金屬及其化合物的基因,這或許可以協助人們開發出處理棘手的重金屬汙染物質的新方法。
地球上海洋的對應麵為什麽都是陸地
地球上陸和海的分布很有意思。在地球儀上,隻要你細心觀察,就會看到這樣一個現象:地球儀上任何一個大陸,與之相對一側(以地球球心為中心的另一側),幾乎全是海洋。非洲大陸的背後是中太平洋,亞歐大陸的背後是南太平洋,北美洲大陸的背後是印度洋,南美洲大陸的背後是西太平洋,澳大利亞大陸背後是大西洋,南極大陸的背後則是北冰洋。這些現象是偶然形成的,還是有什麽內在聯係呢?目前人們還說不清楚。
為了解釋這種現象,有人借鑒了地球收縮說,它是在魏格納的大陸漂移學說形成之前提出來的。這種學說曾成功地解釋了山脈的形成,因此它在地球形成的假說中占有十分重要的地位。
地球收縮說認為,原來的地球是高溫熾熱的,後來逐漸冷卻變成現在的模樣。大部分物體在冷卻過程中自行收縮,在地球內部物質冷卻收縮後,地球外表冷卻收縮,形成皺痕,就像蘋果放幹發生皺縮一樣。喜馬拉雅山脈等就是這樣形成的。不過,它的形成遠比我們的想像複雜得多。
有人在這個學說的基礎上,提出了“地球四麵體”的假說,來解釋海洋和大陸這種奇怪的現象。他們找了一個充滿氣體的軟皮球當作假想地球,然後將皮球中的空氣放掉,使皮球逐漸變扁。結果皮球的表麵在收縮以後產生了凹陷,這種凹陷被稱之為四麵體凹陷。於是,人們推斷,這四麵體的4個麵就好比是太平洋、印度洋、北冰洋和大西洋、而4個麵的交點處形成的4個頂點,則好比是我門所指的大陸部分。即:歐亞大陸、非洲大陸、美洲大陸和南極澳大利亞大陸。
這種地球四麵體的假說,隻是由地球的表麵現象的簡單推測而成。地球冷縮時所具備的具體條件,遠比這要複雜得多,所以它現在還隻是假說,未能得到普遍承認。
地震海嘯分兩種
海嘯可分為4種類型。即由氣象變化引起的風暴潮、火山爆發引起的火山海嘯、海底滑坡引起的滑坡海嘯和海底地震引起的地震海嘯。中國地震局提供的材料說,地震海嘯是海底發生地震時,海底地形急劇升降變動引起海水強烈擾動。其機製有兩種形式: “下降型”海嘯和“隆起型”海嘯。
“下降型”海嘯:某些構造地震引起海底地殼大範圍的急劇下降,海水首先向突然錯動下陷的空間湧去,並在其上方出現海水大規模積聚,當湧進的海水在海底遇到阻力後,即翻回海麵產生壓縮波,形成長波大浪,並向四周傳播與擴散,這種下降型的海底地殼運動形成的海嘯在海岸首先表現為異常的退潮現象。1960年智利地震海嘯就屬於此種類型。
“隆起型”海嘯:某些構造地震引起海底地殼大範圍的急劇上升,海水也隨著隆起區一起抬升,並在隆起區域上方出現大規模的海水積聚,在重力作用下,海水必須保持一個等勢麵以達到相對平衡,於是海水從波源區向四周擴散,形成洶湧巨浪。這種隆起型的海底地殼運動形成的海嘯波在海岸首先表現為異常的漲潮現象。1983年5月26日,中日本海7.7級地震引起的海嘯屬於此種類型。
佛羅裏達海怪究竟為何物
100年前,即時1896年的晚秋,在美國弗羅裏達州大西洋沿岸城市聖·奧加斯廷,有兩個騎自行車的人在海濱浴場發現一頭大海怪。該物形似一龐大的章魚,其肥厚的中間部分長約7米,並由這裏分出細長的腕足狀物。人們請來當地的一位醫生、科協主席傑維特·烏埃布。烏埃布找來幾個人幫忙從沙中挖出這個怪物的屍體,又用幾匹馬把它拖到離水遠些韻地方(該物重5—7噸)。此事一並通報給了著名的動物學家、頭足綱專家,耶魯大學的A·維裏爾教授。維裏爾教授因證明斯堪的納維亞傳說中一離奇的“怪物”存在的真實性並認為其本是一隻巨大的魷魚而出名。
烏埃布在致維裏爾教授的短信中說:該物呈白色,外觀似肥皂,整體為均勻結實的結蒂組織纖維,有彈性,且粗硬,在試圖用刀片從它身上割下一小塊時把刀片都弄斷了。收到烏埃布的信後,維裏爾教授推斷: “弗羅裏達海怪”是一隻巨魷。他在一科學雜誌上還發表了一篇有關的短文。稍退,烏埃布給維裏爾寄去了第二封信,信中還附有幾張照片。看後,維裏爾立即改變了原來的看法:不是魷魚,是章魚!不多久,他甚至用拉丁文給它命名為:Octopusgiganteus(巨型章魚)。後來,烏埃布又給維裏爾寄過幾幅照片,並對檢驗結果作了詳細的敘述,還送來了幾塊經福爾馬林溶液浸泡過的該海怪組織的樣品。維裏爾於是又有了新的說法:不是魷魚,也不是章魚,它不屬頭足綱,而是一種脊椎動物,多半是被海浪或猛獸撕碎後腐爛了的鯨。
並非所有的學者都同意這位資望很高的教授的看法。華盛頓美國國家自然史博物館著名的軟體動物專家威廉·道爾仍然認為“弗羅裏達海怪”是大章魚,為此他一直同烏埃布和維裏爾保持著通信聯係。1897年,動物學家F·魯卡斯宣稱: “這個東西外觀看來像是鯨的脂肪,聞起來也像,它無疑應該是鯨油。”不過,高層次爭論各方沒有誰肯到弗羅裏達去親自目睹一下那個“東曲”維裏爾和魯卡斯的見解占了上風。這個怪物的殘骸就這麽悄無聲息地在海岸上爛掉了。
此後,科學界對Octopusgiganteus不再爭論,諸多有關章魚的科學著作中沒有一部再提起過它。然而,在科普書籍中它卻從來沒有銷聲匿跡,科普作家們寫的有關海怪的書和文章談到“弗羅裏達海怪”的可說是數不勝數,其中,包括1994—1995年間美國新出版的R·埃裏斯的《海怪》和D·米倫的《海洋生命與海洋》。
1988年夏季,另一頭海怪被拋到百慕大島海岸上,這更為科普作家們的創作之火上加了油。發現海怪的是當地的一位漁夫和一個叫塔克爾的攝影師。這個怪物雖不及弗羅裏達海怪體態龐大,但也相當可觀。它長2.5點米,厚1.25米,確實象個“怪物”。國家自然史博物館的頭足綱專家克萊德·羅貝爾接到了通報,他也曾同巨型魷魚類打過交道。“根本不像魷魚!”他簡單明了地說。此外,羅貝爾沒有發表其它評論。
異常動物學專家們發表了許多評論,他們甚至對弗羅裏達海怪及百慕大海怪的組織樣品進行了生物化學研究。不過,他們沒有找到任何證據證明該海怪屬於科學迄今未知的動物。
不久前,馬裏蘭大學動物學部的西得民·比爾斯,季莫季·莫惹爾和尤任尼亞·克拉克以及印地安那大學醫學院的傑拉德·施密特等一批嚴肅的專家們試圖最後搞出一個明確的頭緒。他們弄到兩個海怪浸過福爾馬林的組織樣品並用組織學的方法研究了它們,他們還對在美國東北海岸捕獲的幼魷魚和拋到海岸上的9米長的座頭鯨的皮下脂肪塊以及白鼠的尾巴作了比較協同研究。
在兩個海怪的組織切片上可以看到的隻是膠原纖維,沒有活的細胞。相反,魷魚褶皮切片上看到的是結實的肌肉纖維;鯨的組織切片上雖然也是膠原,但帶有大量的細胞並夾雜著脂肪;它們同鼠尾巴更相似。
膠原是纖維蛋白,是結蒂組織纖維的基本成分,它廣泛地存在於所有脊。椎動物及大多數無脊椎動物身上。骨的基本成分是膠原維纖,軟骨、韌帶、腱等都是由膠原纖維組成的。正是膠原使它們具有韌性和彈性。膠原纖維也存在於皮膚和肌肉。膠原是十分堅韌的蛋白質,它不易嚼爛和消化,故而食用價值不大。魷魚的褶皮裏膠原很少。而鼠尾巴裏卻很多,因此,燒好的魷魚比鼠尾巴要好吃得多。
總之,巨型魷魚說是站不住腳的。很清楚,被研究的樣品是某種大型動物皮膚的切塊,而且顯然是脊椎動物的。由於擺放在岸上這段時間已經完全腐爛,自然就不會有活著的細胞了。
各種動物的膠原結構幾乎都是一樣,不同之處僅在於氨基酸的組成及膠原纖維所特有的條紋的變化周期稍有差異。研究人員抓住這些細微的不同之處試圖弄清楚,這類怪物如果不是魷魚它們又會是什麽?要準確地斷定看來是不可能的,可以弄清楚的是:兩怪物分屬不同類的脊椎動物。 “弗羅裏達海怪”是溫血動物最可能是鯨的殘體(維裏爾和魯卡斯最後的論斷是正確的) “百慕大海怪”是冷血動物,顯然是鯊魚。死鯨或鯊魚被拋到海岸上來是極為平常的事情。
巨型魷魚說雖再度被否定,但是, “弗羅裏達海怪”在科普作品中會沉寂嗎?要知道,某些科學新聞在科學把它沉人忘川幾十年之後還會從一本書傳抄到另一本書中,所以,很難說“弗羅裏達海怪”在出現後的第二個世紀裏不會使愛好者們再認為它是科學迄今未知的怪物。
古老的海水到哪裏去了
科學家們普遍認為:海洋是古老的,而洋殼是年輕的。那麽隨之而來的問題就是,海洋裏應該有45億年以前的海水才對。
然而,這麽古老的海水至今還沒有找到:迄今為止,確定海水年齡的最有效的方法是碳一14放射性元素衰變測定法。在世界海洋的許多區域,由於溫度下降或含鹽量增加,形成表麵水的密度不斷增加並向深處下沉。所以,一定的水體在海麵上存留的時間應該反映海水的實際年齡。結果側得的各種水體年齡並沒有像想象的那麽古老。北大西洋中層水為600年,北大西洋底層水為900年,北大西洋深層水為700年,測量到的南太平洋深層水所得到的年齡範圍在650~900年之間。這裏就產生一個疑問了:與地球年齡差不多一樣古老的海水到哪裏去了?從理論上說,海水應該是古老的,起碼要比洋殼老得多,然而測得的結果卻令人迷惑不解。難道說古老的海水真的在海洋中消失了嗎?
關於極地海獸的奧秘
兩極地區,由於嚴寒的氣候製約著動物的生長或生活,動植物無論在種類上,還是在數量上,都比水熱條件結合得比較好的中、低緯度地區要少得多。兩極在生物種類上並不完全相同,如北極有著名的北極熊,而南極沒熊類;南極有大量的企鵝、磷蝦,而北極卻沒有企鵝、磷蝦。兩極附近生物的共同之處是:其動植物都有極強的耐寒能力動物有厚厚的皮下脂肪保護。大多數生物種類都集中於沿海較溫暖的地帶,且隨季節而興衰或遷徒。從整個地球來看,海洋生物分布的一個顯著特點是:海洋哺乳動物(也稱為海獸)在海洋中分布非常廣泛,但以兩極沿海地帶最為集中,在數量上和種類上都極為可觀。這是值得我們去認真探究的一個問題。
海獸是前肢特化為鰭狀、體溫恒定、胎生哺乳、用肺進行呼吸的海洋動物。主要包括三大類:一是鯨目,如灰鯨、藍鯨、抹香鯨、虎鯨、海豚等。二是海牛目,如海牛、儒艮等。三是鰭腳目,如海獅、海象、海豹、海狗等。前兩目都是全水棲的動物,後一目是半水棲的動物。此外海獺也屬於海獸炎動物;北極熊比較特殊,既屬於陸地哺乳動物,也可算是海洋哺乳動物。
為什麽海獸在極地沿海尤為集中?筆者認為主要有三個方麵的原因:
首先是極地嚴寒的氣候使海獸難以在陸上長時間生存用肺呼吸空氣又使鰭腳目海獸難以遠離源岸,進退不得。由於海水具有巨大的熱容量,海水溫度相對陸上氣溫要穩定得多,而且還有暖流的增溫作用,使極地沿海環境適宜海洋生物包括海獸的生活。
其次是極地陸上缺乏足夠的食物,特別是漫長的冬季,極地到處是冰雪世界,動物在陸地上幾乎沒有辦法找到食物。而在極地沿海成近海區域,由於有洋流的攪拌作用和極地東風的吹拂作用,使沿海海底的養分上翻,海水以有較多營養物質,為海生生物的生長提供了餌料,也為海獸提供了足夠的食物資源。
再次是極地的自然環境成為人類活動的自然障礙,間接地保護了極地海獸,使它們免遭人類的屠殺,而礙以在那裏自由地繁衍生息。事實上人類是地球上所有生物的最大敵人。如海獸中較為笨拙的海牛就是由於人類的濫捕而瀕臨滅絕的。一些鯨類也正麵臨著滅絕的威脅!
海獸是海洋動物中最高級、也是最大型的,體型大有利於提高它們的禦寒能力和活動能力,但也要較多地消耗體內的能量,因此,它們需要有充足的食物來補充能量。我們知道,極地海洋的低水溫是不利於生物的生長的,生物的生長速度很慢,生產率較低,為什麽級低的生產率卻能支撐如此多的極地高等生物——海獸生存和繁衍所需食物的需求量呢?這主要是因為極地海域的生物鏈比較短而且簡單,一般隻有二三級,不像熱帶區域的生物那樣構成複雜的網狀關係,生物鏈可達五至六級。如南極的鯨和海豹等直接以低等的鱗蝦作為食物,通過減少食物鏈中的中間環節,有效地降低了能量在食物鏈傳遞過程中的損失。這對我們人類是有啟示作用的:人類的食物應當盡可能來自遠離人類的低等生物,這不僅可以通過減少食物鍵中的中間環節來減少能量損失,而且一方麵使人類獲得豐富的食物,另一方麵又減輕自然的壓力,形成人與自然的和諧統一。
根據進化論的觀點,地球上最初的生命是由非生命物質進化而來的。現代生存的各種生物都有共同的祖先。在進化過程中,生物種類和數量由少到多,生物結構和功能由低級到高級,由簡單到複雜,由海生到陸生,生物由原核生物到真核生物、多細胞動物、無脊椎動物、脊椎動物……一步步向前進化。生物成功地登上隨地生活大致發生在寒武紀以後。生物登陸以後,由兩棲類逐漸進化到哺乳動物。因此,哺乳動物是屬於高級動物。現在一般認為,海洋哺乳動物是哺乳動物的一部分,由於某種原因又重新返回到海洋,所以說海洋哺乳動物都是從陸上重新返回海洋的。但是,如果按照這一觀點,極地的環境條件與海獸集中的事實就存在一定的矛盾:如果認為極地海獸都是從陸上重新返回海洋的,那麽,海獸在重返海洋之前作為陸獸生活在極地,但這些海獸的祖先如何能在極地嚴酷的環境中生存呢?如果認為它們是從較低緯度遷移過來的,為什麽會集中於自然條件相對較差的極地?南極大陸作為一個“孤懸”的大陸,海獸的祖先顯然無法通過波瀾壯闊的南大洋。由此看來,以上觀點難以自圓其說。筆者認為:海獸很有可能一直生活在近海甚至深海中,至少它們中的一部分從來就沒有離開過海洋!
有關極地海獸的研究還比較少,但它們的研究價值和經濟價值正引起人們的關注:如科學家們發現,因紐特人長年以海魚為生,肥壯的海獸是他們的普通食物,他們平時也很少吃青菜類食物,但卻很少得癌症等疾病。有人還發現,海獸體內某些活性固醇類天然化合物可抑製癌細胞生長,因而對血癌、肺癌、直腸癌等有療效。另一方麵,由於海獸可作多種食物和用途,有較高的經濟價值,加上當今遠洋捕撈技術的提高,一些國家和商業機構不顧全世界反對的呼聲,大規模地獵殺海獸。由於極地海獸繁殖和生長速度都很慢,它們麵臨著嚴重的威脅,有些品種可能在很短的時間內就被獵殺滅絕。因此,積極保護和加緊研究極地海獸是全人類迫切的任務。
海底何來淡水
科學家們在海底發現有甘甜的淡水,而且數量驚人。例如,在希臘東南麵的愛琴海,海底有一處湧泉,一晝夜能流出100萬立方米淡水。
海底的淡水是從何處來的呢?各國科學家經過艱辛探索,提出了不少理論,主要有滲透理論、凝聚理論、岩漿理論、沉降理論等。
滲透理論認為,海底的淡水來自陸地。海洋每年有33萬立方公裏的海水被蒸騰,化為雨雪降到陸地上之後,一部分滲入地下,遇到不透水的岩層,便形成了蓄水層。如果這蓄水層靠近大海,淡水就有可能透過海岸流人海底的岩層中。凝聚理論認為,地麵上的淡水滲入海底隻能達到一定界限,但實際上在這一界限以下仍有淡水,顯然這些淡水不是來自陸地。海底的有些海水是那裏空氣中的水蒸汽凝聚而成的。岩漿理論認為,地球深處存在著放氣帶,那裏釋放出數量驚人的氣體,其中有大量的氧氣和氫氣,它們相互結合便形成了岩漿水。沉降理論則認為,地下水的起源與海底沉積物的沉積過積相聯係。海水中攜帶的大量泥沙,一層層地沉積在海底,下層的沉積物在重力的作用下,把水分擠出來;被擠壓的水又隨沉積物的下降,‘被帶入地層深處,形成了地下水。
不管哪一種理論更符合實際,但在海底有藏量豐富的淡水,這是不爭的事實。科學家們設想,有朝一日在海上建成淡水廠,用鑽機像鑽石油一樣鑽淡水。人們期待這一日盡快到來。
海底黑煙囪成因探秘
70年代以來工業化生產一直保持迅猛發展勢頭,能源消耗連年遞增,發達國家高聳人雲的大煙囪日以繼夜地噴湧著濃重的煙塵。對陸地有限的自然資源連續多年大規模機械化采掘和源源不斷地燃燒已使其貯量日趨枯竭,為此世界各國紛紛將人類未來資源的希望傾注於海洋,並開始了海底探礦尋寶的熱潮。自1977年10月美國伍茲霍爾海洋研究所所屬深海潛艇“阿爾文”號在加拉帕戈斯群島海域率先發現海底熱泉生態區以來,海洋學家又先後在墨西哥西部沿海以北的北緯10°海底和北緯21°的胡安·德富卡海隆下勘察到大規模熱泉區並分別進行過數次綜合考察。胡安·德富卡海底熱泉區中擁有多處噴湧升騰礦物質的黑煙囪。這些奇異的自然景觀引起了科學家極大的興趣和關注,他們近期的科學考察又獲得新的收獲和重要的發現。
地質構造活動的產物距西雅圖以西300英裏處太平洋海下,胡安·德富卡板塊不斷與太平洋板塊碰撞,因此造成沿胡安·德富卡海隆海底地層出現坼裂和擴張,地球內部源源不絕噴湧而出的熔岩冷卻固著成新的海底地殼並將古老的海床置於其下並取而代之。海水在地心引力作用下傾瀉深入地裂中,同時形成海底環流將熔岩中大量的熱能和礦物質攜帶和釋放出來。當熾熱的海水再度噴射到裂縫上冰冷的海水中,其中的礦物質被溶解並形成一縷縷漆黑的煙霧。礦物質遇冷收縮最終沉積成煙囪狀堆積物,地裂中熱液順煙道噴湧而出形成景致奇異、妙趣橫生的海底熱泉。
加利福尼亞州蒙特雷水族生物研究所海洋地質學家德布拉·斯特克斯確悉,海底黑煙囪的構築絕非僅僅是地質構造活動的結果。其中神奇莫測的熱泉生物建築師的艱辛勞作也功不可沒,不容忽視在熱泉口周圍擁聚生息著種類繁多的蠕蟲,其中管足蠕蟲可長到18英寸,它們獨具特色的生存行為特別引人注目。斯特克斯和助手特裏·庫克發現這些底棲生物在營造煙囪中起著至關重要的作用。
奇妙的海底建築師為查明黑煙囪礦物成分,斯特克斯從3座黑煙囪內采集了18英寸長的岩心,經潛心研究後才揭示了其中奧秘。他們發現岩心上布滿了含有硫酸鋇亦稱重晶石的凹陷管狀深孔,研究人員確認這些管狀孔穴係蠕蟲長期生存行為的結果。鑒於熱泉口旁蠕蟲遍布,因此尚難斷定究竟哪些蠕蟲擅長打洞築巢。
從管洞外形來看極有可能是活躍喜遷居的管足蠕蟲長期挖掘作業的產物。解剖分析表明,管足蠕蟲內髒中的細菌可從熱液所含亞硫酸氫鹽中獲取氫原子維持生命,細菌還可把海水中的氫、氧和碳有機地轉化生成碳水化合物,為蠕蟲提供生存所需的食物。這種化學反應的結果遺留下硫元素,蠕蟲排泄的硫又促使海水中的鋇和硫酸發生催化反應。常此以往蠕蟲死後便在熔岩中遺留下管狀重晶石穴坑。
斯特克斯推測一座座海底煙囪演化生成過程可能在蠕蟲聚集熱泉口周圍就早已開始了,胡安·德富卡海隆下蠕蟲建築師精心創造的自然奇觀令人歎為觀止。它們開鑿的洞穴息息相通猶如礁岩迷宮,從而使熱液將礦物質源源不斷地輸送上來並堆集煙道。當黑煙囪在熱泉周圍落成後,熔岩上深邃的管狀洞口穴就成為礦物熱液外流的通道從而形成海底黑煙熱泉奇觀,直到通道自身被礦物結晶體堵塞才告停息。從多處海底熱泉采樣分析來看,礦產資源豐饒種類繁多品位極高。據悉美國科學家正加緊研製大型深海考察潛艇並準備對深海熱泉進行全麵研究,同時向國際社會發出呼籲:要求設立深海熱泉自然保護區。
海底火山與平頂山
赫斯發現海底平頂山之後,當時非常納悶,他苦苦思索著:山頂為什麽會那麽平坦?滾圓的山頭到哪兒去了?後來,經過科學家門潛心地研究,終於解開了這個謎。原來海底火山噴發之後形成的山體,山頭當時的確是完整的,如果海山的山頭高出海麵很多,任憑海浪怎樣拍打衝刷,都無法動搖它,因為海山站穩了腳跟,變成了真正的海島,夏威夷島就是一例。倘若海底火山一開始就比較小,處於海麵以下很多,海浪的力量達不到,山頭也安然無恙。隻有那些不高不矮,山頭略高於海麵的,海浪乘它立足不穩,拚命地進行拍打衝刷,經曆年深日久的功夫,就把山頭削平了,成了略低於海麵、頂部平坦的平頂山。
◆海底火山噴發
1963年11月15日,在北大西洋冰島以南32公裏處,海麵下130米的海底火山突然爆發,噴出的火山灰和水汽柱高達數百米,在噴發**時,火山灰煙塵被衝到幾千米的高空。
經過一天一夜,到11月16日,人們突然發現從海裏長出一個小島。人們目測了小島的大小,高約40米,長約550米。海麵的波浪不能容忍新出現的小島,拍打衝走了許多堆積在小島附近的火山灰和多孔的泡沫石,人們擔心年輕的小島會被海浪吞掉。但火山在不停地噴發,熔岩如注般地湧出,小島不但沒有消失,反而在不斷地擴大長高,經過1年的時間,到1964年11月底,新生的火山島已經長到海拔170米高,1700米長了,這就是蘇爾特塞島。經過海浪和大自然的洗禮,小島經受了嚴峻的考驗,巍然屹立於萬頃波濤的洋麵上,而且島上居然長出了一些小樹和青草。
兩年之後,1966年8月19日,這座火山再度噴發,水汽柱、熔岩沿火山口衝出,高達數百米,噴發斷斷續續,直到1967年5月5日才告一段落。這期間,小島也趁機發育成長,快時每晝夜競增加麵積O.4公頃,火山每小時噴出熔岩約18萬噸。
海底火山的分布相當廣泛,大洋底散布的許多圓錐山都是它們的傑作,火山噴發後留下的山體都是圓錐形狀。據統計,全世界共有海底火山約2萬多座,太平洋就擁有一半以上。這些火山中有的已經衰老死亡,有的正處在年輕活躍時期,有的則在休眠,不定什麽時候蘇醒又“東山再起”。現有的活火山,除少量零散在大洋盆外,絕大部分在島弧、中央海嶺的斷裂帶上,呈帶狀分布,統稱海底火山帶。太平洋周圍的地震火山,釋放的能量約占全球的80%。海底火山,死的也好,活的也好,統稱為海山。海山的個頭有大有小,一二公裏高的小海山最多,超過5公裏高的海山就少得多了,露出海麵的海山(海島)更是屈指可數了。美國的夏威夷島就是海底火山的功勞。它擁有麵積1萬多平方公裏,上有居民10萬餘眾,氣候濕潤,森林茂密,土地肥沃,盛產甘蔗與咖啡,山青水秀,有良港與機場,是旅遊的勝地。夏威夷島上至今還留有5個盾狀火山,其中冒納羅亞火山海拔4170米,它的大噴火口直徑達5000米,常有紅色熔岩流出。1950年曾經大規模地噴發過,是世界上著名的活火山。
◆海底平頂山
海底山有圓頂,也有平頂。平頂山的山頭好像是被什麽力量削去的。以前,人們也不知道海底還有這種平頂的山。第二次世界大戰期間,為了適應海戰的要求,需要摸清海底的情況,便於軍艦潛艇活動。美國科學家普林頓大學教授H·H·赫斯當時在“約翰遜”號任船長,接受了美國軍方的命令,負責調查太平洋洋底的情況。他帶領了全艦官兵,利用回聲測深儀,對太平洋海底進行了普遍的調查,發現了數量眾多的海底山,它們或是孤立的山峰,或是山峰群,大多數成隊列式排列著。這是由於裂穀縫隙中噴溢而出的火山熔岩形成的。這是人類首次發現海底平頂山。這種奇特的平頂山有高有矮,大都在200米以下,有的甚至在2000米水深,凡水深小於200米的平頂山,赫斯稱它為“海灘”。1946年,赫斯正式命名位於200以深的平頂山為“蓋約特”。
海底溫泉
現在的海底有無溫泉?海底的溫泉是什麽樣子?近20年來,經過科學家反複調查,發現現在的大洋底也有溫泉,可惜一般人無法看到。隻有等到有朝一日,具備了到大洋底旅遊的條件時,大家才可能去一飽眼福。
1977年10月,美國科學家乘“阿爾文”號深潛器,來到東太平洋海隆的加拉帕格斯深海底,在大斷裂穀地進行考察時驚奇地發現:這裏的海底上,聳立著一個個黑色煙囪狀的怪物,它的高度一般為2—5米,呈上細下粗的圓筒狀。從“煙囪”口冒出與周圍海水不一樣的**,這裏的溫度高達350℃。在“煙囪”區附近,水溫常年在30℃以上,而一般洋底的水溫隻有4°℃,可見,這些海底“煙囪”就是海底的溫泉。
在如此高溫的大洋底,有活著的生物嗎?科學家進一步考察,發現在海底溫泉口周圍,不僅有生物,而且形成了一個新奇的生物樂園:有血紅色的管狀蠕蟲,像一根根黃色塑料管,最長的達3米,橫七豎八地排列著,它用血紅色肉芽般的觸手,捕捉、濾食水中的食物。這些管狀蠕蟲既無口,也無肛門,更無腸道,就靠一根管子在海底蠕動生活。但它的體內有血紅蛋白,觸手中充滿血液。有大得出奇的蟹,沒有眼睛,卻無處不能爬到;又大又肥的蛤,體內競有紅色的血液,它們長得很快,一般有碗口大。還有一種狀如蒲公英花的生物,常常幾十個連在一起,有的負責捕食,有的管著消化,各有分工,忙而不亂。這裏的生物很有特色,其樂融融,成了真正的“世外桃園”。科學家稱這裏為“深海綠洲”。這裏處在水下幾千米的海底,沒有陽光,不能進行光合作用,沒有海藻類植物,這裏的動物靠什麽生活呢?
科學家們研究認為:這裏水中的營養鹽極為豐富,是一般海底的300倍,比生物豐富的水域也高3—4倍。這裏的海洋細菌,靠吞食溫泉中豐富的硫化物而大量迅速地蔓延滋生,然後,海洋細菌又成了蠕蟲、蝦蟹與蛤的美味。在這個特殊的深海環境裏,孕育出一個黑暗、高壓下生存的生物群落。看來, “萬物生長靠太陽”的說法,在這裏不適用了。這是科學家們意外的發現。但是,實驗表明,這個深海底特殊的生物樂園,生命力是脆弱的,一旦把它們移到海麵,在常壓情況下,它們一個個都命不久長,死的死,爛的爛,頃刻間土崩瓦解。
海底溫泉,不但養育了一批奇特的海洋生物,還能在短時間內,生成人們所需要的寶貴礦物。那些“黑煙囪”冒出來的熾熱的溶液,含有豐富的銅、鐵、硫、鋅,還有少量的鉛、銀、金、鈷等金屬和其他一些微量元素。當這些熱液與4°℃的海水混合後,原來無色透明的溶液立刻變成了黑色的“煙柱”。
經過化驗,這些煙柱都是金屬硫化物的微粒。這些微粒往上跑不了多高,就像天女散花從煙柱頂端四散落下,沉積在煙囪的周圍,形成了含量很高的礦物堆。人們過去知道的天然成礦曆史,是以百萬年來計算的。現在開采的石油、煤、鐵等礦,都是經曆了若幹萬年後才形成的。而在深海底的溫泉中,通過黑煙囪的化學作用來造礦,大大地縮短了成礦的時間。
一個黑煙囪從開始噴發,到最終“死亡”,一般隻要十幾年到幾十年。在短短幾十年的時間裏,一個黑煙囪,可以累積造礦近百噸。而且這種礦,基本沒有土、石等雜質,都是些含量很高的各種金屬的化合物,稍加分解處理,就可以利用。這是科學家在海底溫泉的重大發現。
這種海底溫泉多在海洋地殼擴張的中心區,即在大洋中脊及其斷裂穀中。僅在東太平洋海隆一個長6公裏、寬0.5公裏的斷裂穀地,就發現十多個溫泉口。在大西洋、印度洋和紅海都發現了這樣的海底溫泉。初步估算,這些海底溫泉,每年注人海洋的熱水,相當於世界河流水量的三分之一。它拋在海底的礦物,每年達十幾萬噸。在陸地礦產接近枯竭的時候,這一新發現的價值之重大,就不言而喻了。
海洋的年齡有多大
在過去的很長時間裏,人們普遍認為,海底是很古老的,它幾乎和地球的年齡一樣古老。然而,近幾十年人們對深海的考察研究發現,這種認識是錯誤的。那麽,海底的年齡究竟有多大呢?
科學家普遍認為,洋底是年輕的,其年齡最老超不過2.2億年,和地球45億年的壽命相比,洋殼的曆史不過是地球演化史上最近的一章。科學家對海洋年齡問題的研究還在繼續之中,人們對海洋的性質和年齡等方麵的認識分歧較大,歸納起來主要有三種認識:
第一種觀點認為,海洋是原生的,它早在地球的地質發展的初始階段就已經存在了。持這種看法的人認為,海洋是古老的,這是一種比較傳統的看法。
第二種看法認為,各大洋的年齡是不相同的,太平洋的年齡最古老,在遠古時代就形成了,而其他各大洋的年齡比較年輕,它們均在古生代末期或中生代形成。
第三種觀點是,世界各大洋的年齡都很年輕。根據陸地地殼的海洋化假說,世界各大洋都是在古生代的末期到中生代的初期於各大陸原來的地區產生的。
現在,越來越多的人讚成海底擴張理論和板塊構造理論。按照這種新概念,可以肯定地說,世界各大洋均在中生代形成,所以有“古老的海洋,年輕的洋底”之說。