正文 第十章(1 / 3)

海色和水色

乍一看,海色和水色這兩個詞是同樣的意思,其實它們是兩個完全不同的概念。

海色是指人們所看到的大麵積的海麵顏色。熟悉大海的人都知道,海色會因天氣狀況的變化而變化。當風和日麗、晴空萬裏時,海麵會呈現出蔚藍的顏色;當旭日東升、朝霞映輝之下,或者夕陽西下、光輝反照之際,大海看起來會是金燦燦的;而當陰雲密布、風暴來襲時,海麵又顯得陰沉晦澀,一片暗暗的深藍色。當然,這種受天氣狀況影響而造成的視覺印象隻是一種表象,它並不代表海洋水顏色的真實麵貌。

水色是指海洋中的水本身所呈現的顏色。它是海洋水對太陽輻射能的選擇、吸收和散射現象綜合作用的結果,它不會受天氣變化的影響。平時,我們所看到的陽光,是由紅、橙、黃、綠、青、藍和紫七種顏色的光合成的。由於顏色不同,其光線、波長也不相同。而海水對不同波長的光線,無論是吸收還是散射,都具有較強的吸收性。在吸收方麵,進入海水中的紅、黃、橙等長波光線,在30~40米的深度時,幾乎全部被海水吸收,而波長較短的綠、藍、青等光線,尤其是藍色光線,則不容易被吸收,且大部分會反射到海麵上;在散射方麵,整個入射光的光譜中,藍色光是被水分子散射得最多的一種顏色,當藍色遇到水分子或其他微粒時就會四麵散開,或反射回來。正是因為這個原因,從太空看,地球就成了美麗的藍色“水球”。

藍色星球

海洋水體的透明度及水色,是由海水本身的光學特性決定的,它們與太陽光有著密切的關係。一般情況下,太陽光線越強,海水透明度越大,水色就越高(科學家按海水顏色的不同,將水色劃分為不同等級,以確定水色的高低),光線透入海水中的深度也就越深。反之,太陽光線越弱,海水透明度就越小,水色就越低,透入海水中的光線也就越淺。所以,隨著透明度的逐漸降低,海洋的顏色通常會由綠色、青綠色轉變為青藍、藍、深藍色。

此外,海洋水中懸浮物的性質和狀況,也會影響海水的透明度和水色。大洋部分,水域遼闊,懸浮物較少,且顆粒細小,透明度較大,水色一般會呈現出藍色。接近陸地的淺海海域,由於大陸泥沙混濁,懸浮物較多,且顆粒較大,透明度較低,水色在大多時候呈綠色、黃色或黃綠色。

從地理分布的角度看,大洋中的水色和透明度會因為緯度的不同而出現差異。熱帶、亞熱帶海區,水層穩定,水色較高,多為藍色;溫帶和寒帶海區,水色較低,海水一般不會顯得那麼藍。當然,海水所含鹽分或其他因素,對水色也會有一定影響。海水中的鹽分較少,水色多為淡青;所含鹽分較多,就會顯得非常藍。

海洋漫談

或許你還不知道,在深不見底的海洋裏,潛伏著比珠穆朗瑪峰的高度還要深得多的海溝,流淌著亞馬遜河都自歎不如的河流。海洋是那麼神秘而多姿多彩。

經過大量的調查、探測和計算,人們得知地球是一個扁圓狀球體。赤道半徑稍長,平均為6378公裏,極地半徑稍短,平均為6357公裏。地球的平均半徑為6371公裏。在總麵積達5.1億平方公裏的地球上,海洋擁有3.61億平方公裏的麵積,平均水深為3.8公裏。而陸地的平均高度則隻有0.84公裏,與海洋無法相比。假如地球是一個平滑的球體,將海洋水平鋪在地球表麵,世界上將會出現一個深達2440米的環球大洋!

在地球的南北兩半球,海陸的分布並不平衡。北半球海洋占61%,陸地占39%;南半球海洋占81%,陸地僅占19%。這一分布特點對地球熱量的分配起著重要的作用,影響著全世界的氣候變化。海洋與地球上的氣候息息相關,它調節著大氣的溫度和濕度。海洋中的藻類每年約產生360億噸氧氣,占大氣含氧量的3/4,同時吸收占大氣約2/3的二氧化碳,從而保持了大氣中氣體成分的平衡,使地球上的生命一代代進化和繁衍生息。

生活中,大多數人都習慣將地球上的連續水域稱為世界海洋。實際上,海洋是“海”和“洋”的總稱,“海”和“洋”是兩個不同的概念。通常,人們將深度在2000~3000米以上,離大陸比較遠且麵積遼闊,有獨立的潮汐和海流係統,溫度、鹽度、密度、水色、透明度等水文條件較為穩定,不受大陸影響的,稱之為“洋”;而離大陸較近,深度較淺,一般在2000~3000米以下,水文條件由於受大陸影響,會產生明顯的季節變化的,人們稱之為“海”。與洋相比,海要小得多,僅占海洋總麵積的11%。

深厚的海水,使人類難以真正認識深海底部,以至於在人類早就踏上月球的今天,仍然無法在海洋底留下足跡。但是人類對深海的興趣,遠未減退,因為它有著許多未知的秘密。

帶著對海洋的熱愛與好奇,讓我們一起去深入探索這個幽深而富饒的神秘世界、完整地呈現海洋的壯美遼闊!

最初的海洋

海洋是怎樣形成的?海水是從哪裏來的?近兩個世紀以來,人類有關海洋起源與演化問題的知識已取得很大進展。下麵,我們就一起進入原始海洋世界中,感受海洋的神秘與美麗。

原始海洋的形成和演變

廣闊的海洋美麗而又壯觀,但你是否知道,地球最初形成的時候,並沒有河流和海洋,大氣層裏的水分也很少,即使有一些,也隨著其他氣體分子蒸發了。地球上後來的水是與原始大氣一起由地球內部產生的。在早期,地殼才固結不久,地球內部全是“岩漿海洋”,火山噴發此起彼伏,帶出了大量的水汽直衝九霄,聚集成無比巨厚的雲層。隨著地球逐漸變冷,當水蒸氣超過其飽和點時,就開始凝結成水滴、冰晶。從而就引發了“排山倒海”的狂風暴雨,一“下”就是幾百年、幾千年。雨水不停地流向低窪處,年複一年,日複一日,原始海洋就這樣誕生了。此時的大洋水不僅嚴重缺氧,而且含有大量的火山噴發酸性物質,如HCL、HF、CO2等,具有較強的溶解能力。根據科學家對化石的研究,大約在39億年前就形成了原始海洋。

從規模上來看,原始海洋的麵積遠沒有現代海洋這麼大。據估算,它的水量隻有現代海洋的10%左右。後來,由於貯藏在地球內部的結構水的加入,原始海洋才逐漸壯大,形成了蔚為壯觀的現代海洋。原始海洋中的水不像現代海水一樣又苦又鹹。現代海洋海水中的無機鹽,主要是通過自然界周而複始的水循環,由陸地帶入海洋而逐年增加的。可是,原始海洋中的有機大分子非常豐富,是現代海洋所無法企及的。

生命來自海洋

關於生命的起源,有多種不同版本的說法,最具代表性的有“團聚體說”、“類蛋白微球體說”、“來自星際空間說”等,每種假說都有一個共同之處,那就是都與水有關。

自古以來,生命的起源一直是生命學家所熱衷的研究課題。現代科學的研究普遍認為生命起源於海洋,原因有二:一、水是生命體的重要組成和進行生命活動的基礎物質;二、海洋為生命的誕生和繁殖提供了天然的庇護場所,豐富的海水能有效地遮擋紫外線,避免生命遭受損傷。

39億年前誕生的生命,其概念隻是單細胞生物,和現代細菌有著相似的結構。它們經過了1億年的漫長演變,逐漸進化成為最原始的藻類——單細胞藻類,這就是最原始的生命。這些原始藻類不斷地繁殖,進行大量的光合作用,吸收二氧化碳釋放氧氣,為生命的進化提供了有利條件。

就這樣,原始的單細胞藻類又經過億萬年的進化,變成原始的海洋動物,如水母、海綿、蛤類、珊瑚、三葉蟲、鸚鵡螺等,而脊椎動物的出現相對來說較晚,大約是在4億年前。

那麼,生物又是怎樣出現在陸地上的呢?由於月球對地球巨大引力的作用,海洋出現潮汐現象。由於漲潮的時候水位上升,海水不斷地拍擊、衝刷海岸,就會將一些生物衝到岸上;退潮時,大片的淺灘又暴露在陽光下。這樣在海陸交界處就形成了一條潮間帶(本書第三章會詳細講述潮汐現象)。與此同時,臭氧層逐漸形成,這樣就阻擋了紫外線對陸地的直射,為海洋生物的登陸創造了條件,原先生活在海洋中的某些生物,經曆潮漲潮落的不斷磨練後,一些生物就慢慢適應了陸地的生活。當然,也會有一些原始的生命在這個過程死去,而經過無數嚴酷考驗最後留在陸地上的生命,就會不斷為適應新環境而進化。約在2億年前,爬行類、兩棲類、鳥類相繼出現,地球上生命的種類開始多樣化。

地球上所有哺乳動物都是在陸地上誕生的。後來由於自然條件的變化等原因,它們中的一部分又重新回歸到海洋中,如鯨和豚。還有一部分在經過自然界的眾多劇變後,仍然頑強地存活在陸地,並逐漸發展壯大。直到300萬年前,作為高級的生命體人類便誕生了。因此,研究生命起源的學者把海洋稱作“生命的搖籃”。

海洋與氣候

海洋是地球上決定氣候發展的主要因素之一。它通過與大氣的能量物質交換和水循環等作用在調節和穩定氣候上發揮著決定性作用,被稱為地球氣候的“調節器”。

海洋的氣候調節功能

地球上的氣候變化莫測,其最主要的原因是大氣受熱的狀況和大氣中所含水汽的多與少。地球上的熱量來自太陽,這種說法並沒有錯。但前提條件是,它必須要經過海洋這個“調節器”才能影響地球氣溫,使地球溫度發生變化。

太陽光以短波輻射的方式照到地球,當它通過大氣時,隻能一小部分被大氣直接吸收,大部分則照射在地球表麵,使地球表麵溫度增高。地球表麵增溫後,會不斷向外發出輻射,這種輻射和太陽的短波輻射不同,不發光,隻發熱,屬於長波輻射,也叫熱輻射。這種長波輻射正是大氣層容易吸收的,因而大氣溫度提高。

海洋占地球麵積的2/3,它是大氣熱量的主要供應者;同時,海水的熱容量比空氣大得多,1cm3的海水溫度降低1℃放出的熱量,可使3000cm3的空氣溫度升高1℃。海水是透明的流體,太陽可以照射到較深的地方,使相當厚的水層貯存著熱量。如果全球100米厚的表層海水降溫1℃,釋放的熱量就能夠使全球大氣增溫60℃。所以,海洋長期積蓄著的大量熱能就像是一個“鍋爐”,通過能量的傳遞,對天氣與氣候產生一定的影響。

大氣中的水蒸氣主要來自於海洋。海水在蒸發時,會將大量水汽散發到大氣,海洋的蒸發量占地表總蒸發量84%左右,海洋平均每年可以把3.6萬億立方米的水化為水蒸氣。空氣中的水蒸氣含量多了,就會使空氣變得輕薄、新鮮些。

同時,海洋能夠吸收大氣中40%左右的二氧化碳,降低人類活動對環境造成的影響,能夠有效抑製全球變暖。

根據以上所述不難看出,海洋是地球大氣熱量和水汽的主要供應者。海洋的熱狀況和蒸發情況,直接影響著大氣的熱量和水汽的含量與分布。因此,說海洋是地球氣候的“調節器”一點都不誇張。

氣候對海洋的影響

反過來講,氣候變化也會對海洋產生重要的影響。氣溫上升會導致海平麵和海水溫度升高,而海洋大量吸收二氧化碳,則會增強海水的酸性,這些都會對海洋和海岸生態係統造成破壞,珊瑚白化、珊瑚礁死亡、小島嶼遭淹沒等一係列問題都與此有著重要聯係。可見,氣候對海洋的影響是非常大的。就拿印度尼西亞來說,該國海洋事務和漁業部部長曾表示,在未來幾十年裏,印尼的很多島嶼將會因為海平麵上升而沉入海中。也有環境學家稱,如果人類不馬上投入行動,地球上的珊瑚礁將在20世紀末全部消失,這絕對不是危言聳聽!