海洋之謎
深海的洪流之謎
海流又稱為洋流,是地球的循環係統,就像人體的血液循環一樣,對生物影響很大。海流使舊金山有霧、挪威有不凍港、秘魯和西非有清涼的風。如果沒有海流,英國可能千裏冰封,變成不毛之地。海流像一把巨犁似的,翻動海水,把海底含有豐富礦物質的養料衝上來。地球上有大量植物在海中生長,成為魚類的主要食料。
人類在海上航行已有很長時間,但在公元1513年前,還不曾想到海洋中有海流存在。龐斯·德裏昂發現佛羅裏達,據為西班牙王領土後,那年在沿岸航行時,才注意到令人莫名其妙的現象。他的小船本來順著風南航,實際上卻朝北倒退。他發現了那股強有力的灣流——後來證明,這條灣流比他苦苦尋找的“青春泉源”更為重要。
此後二百五十年,沒有人重視德裏昂的發現。後來,曆史上最富有研究精神的富蘭克林開始提出一些問題。當時富蘭克林擔任美洲殖民地的郵政局長。由英國直接開來的定期郵船橫越北大西洋,為什麼要比普通商船慢兩個星期?他提出這個問題,向新英格蘭一位名叫伏爾格的捕鯨船船長請教。
伏爾格說,有一股強力的洋流橫越北大西洋流向不列顛群島。定期郵船由英國西航前來美洲殖民地,一路上要同這股洋流對抗。捕鯨船卻改道避開這股洋流。富蘭克林接著又問,定期郵船船長怎樣會不知道有這股洋流?伏爾格回答:“他們挺聰明,不會向頭腦簡單的美洲漁民請教。”
由於灣流來自熱帶海洋的暖水,繪製灣流路線圖的最簡單方法,是測量海水的溫度。富蘭克林拿溫度計給捕鯨船進行測量;並首次繪出了灣流簡圖。直到今天,狡黠的船長在參加新港-百慕達遊艇大賽時,仍用溫度計來測出灣流所在。
一百年過去了,另一個人在華盛頓辦公室裏從事研究,開始繪製全球海流的“流型”圖。他是美國海軍的穆裏上尉,在一次意外事件中受傷殘廢,閑居家中。他分送特別航海日誌本給軍艦、商船及漁船的船長,請求他們,無論在地球上什麼地方,都把每日的風向與海流動態記錄下來。
穆裏根據各船長的記錄,花了多年時間,不辭辛苦地從事製圖工作。海流概圖終於麵世。巨大的渦流,寬幾千裏,分別在北大西洋和北太平洋中以順時針方向轉動。在南半球則以逆時針方向轉動。
在北大西洋,一條龐大的海底洪流,沿著赤道北邊伸展,一路上吸取熱量,後來彙成灣流,直達美國東岸,才轉入大海。到了冰島南麵,一條海底山脈把這條海底洪流分開。一股流向蘇格蘭北部,最後在斯堪底納維亞半島的海岸消失;另一股沿著歐洲與非洲海岸南下,就是加那利海流。
北太平洋也有同樣的渦流。黑潮沿著日本海岸向上流,朝東越過太平洋,成為向南流的加裏福尼亞海流。然後折向西,成為赤道海流。
巨大的海底環形洪流,有些流速很快,每小時高達五英裏;有些流量很大,每秒鍾多至五千萬噸。什麼力量推動這些海底洪流?海水溫度與密度的差別當然有影響,但主要推動力還是盛行風。海底洪流為什麼會彎曲?這種偏向是由地球自轉造成。
除主要海流外,還有次要海流。陽光充足的海洋,到了晚上,海水變冷,變得較重,逐漸下沉,引起垂直海流。次表層流是另一種次要海流。冷海水較重向下沉,聚集海底,然後從兩極地區流出,在洋底上向四方散去,像碟子裏的糖漿一樣。
兩極冷水與表層流暖水相遇的地區,就有大漁場,因為海水的攪動,把含豐富礦物質的養料帶上表層來。海水表層生物死亡後,沉下海底腐化,在海底集成一層肥料。海流的巨犁把這種養料翻動,使其浮上表層時,細微的海洋植物急速增長。海洋的小動物以這種小植物為食。其次,從細小的鯡魚和沙丁魚到體積龐大的鯊和鯨等濾食動物,濾取水中的食物,吞食浮遊生物。最後,海洋中的食肉魚類,又吞食小型的濾食魚類。
在北大西洋,新芬蘭大班克斯海各個漁場位於寒冷的拉布拉多海流與溫暖灣流相遇的地方。在南半球,寒冷的本吉拉海流向北流到非洲西岸,亨波達海流或稱秘魯海流向北流到南美洲西岸,使這兩個海洋區域都成為大漁場。非洲海岸外的漁場,魚類很多,吸引日本和台灣的漁船隊不惜環繞半個地球前往捕魚。智利沿海島嶼以食魚維生的鳥類,在亨波達海流上覓食。從那裏的鳥糞數量可知鳥類吞食的魚多到什麼程度。在化學肥料問世以前,智利出售的天然鳥糞肥料,每年超過一百萬噸。
巨大的海流通常很穩定,但強風中會使流型改變,有時還會帶來災難。大約每十年一次,溫暖海流由巴拿馬灣向南推進,迫使寒冷的亨波達海流改道。平時在海水表層生活的魚要潛入較冷的深層,浮遊生物則多數死亡腐爛。食魚鳥因而餓死的有很多。風吸收了溫暖的水分,變成雨,降落在不毛的秘魯沿岸地區,能造成洪水泛濫。
海流使某些海洋區域非常富饒,也使一些海洋區域比撒哈拉還要貧瘠。百慕達東南麵的馬尾藻海是生物最少的水域,因為那裏是巨大渦遊的滯水中心,沒有海流把生物所需的海底養料衝上表層。
海流很像一條輸送帶,把生物散布到地球百分之七十以上的地區。西印度群島的“海豆”,隨海水漂流,時常在幾千英裏以外出現,到達歐洲海岸。椰子樹原產於馬來半島,因為多在岸邊生長,椰子跌落海中,隨著海流漂浮,遍布南太平洋各地。不過,海流的最大作用還是散布魚苗。據估計,魚苗有百分之八十由海流傳送,散到各地。
生物隨著海流移棲,最奇異的是歐洲鰻魚的長途旅行。這種鰻魚在淡水河中生活五至八年後,到要繁殖時間開始長途遠遊,前往馬尾藻海去交配產卵。
小鰻魚出生後,要麵臨艱巨的任務。它們要遊行三千英裏,回到母親從前居住的歐洲淡水河。沒有海流的協助,小鰻魚無法完成這樣的旅程。甚至在海流協助下,完成這次旅行也需要三年的時間。
我們對表層流有相當了解,但對海洋深處的情形卻所知不多。海水深處一定還有對生物具有重大影響的巨大海流存在。
1952年,美國漁獵局的克倫威爾在赤道太平冰研究金槍魚的移棲活動時,表層流推著他的小船向西漂流,另一股力量卻牽引著船旁的長約絲向東移動。船底下的深海裏,顯然還有一條很大的次表層流。克倫威爾的發現,猶如現代人發現另一條密西西比河,不同的隻是現在所知的克倫威爾潛流較大。1963年,美安密大學的海洋學家又在大西洋沿赤道地帶,發現另一條逆向的次表層流。
對海洋的研究有很重大的意義。高空射流給飛機飛行提供巨大推力。因此,航空公司都想得到更多高空射流的資料。航運公司也同樣希望取得海流所在與流速的正確資料。一艘油輪從墨西哥灣駛往美國東岸,如果利用灣流的推力航行,可節省燃料費一萬美元。日本的散裝貨輪從澳洲載運鐵礦和煤回日本,如果能盡量利用太平洋中的海流,也可以節省大量費用。
在世界缺糧日趨嚴重的情況下,還有個生意可能很實用。很多海流區域,因為海水無法環流,幾乎沒有生氣。把一個封閉好的小型原子反應爐投下這些區域的海底,含豐富養料的底層海水就會暖起來,升上表層。有了這樣的人工循環係統,表層的水就會富饒多產,植物首先出現,魚類也跟著來了。這樣看來,在引人入勝的海洋中,我們還有很多工作要做。
大海的漩渦形成之謎
薩特渦是世界上最強有力的大漩渦之一,位於北極圈北處的挪威海岸處。長久以來,許多挪威的傳奇故事都與這個漩渦有關。從前的人以為,這個漩渦是在海底燃燒中的硫磺火焰所造成,先把海水迅速地吸入地心,然後猛烈地噴出來。
現在我們知道,薩特渦流是幾道強力海流造成的。這些海流沿著連接兩個大峽灣的水道流出來。水道有三條,南北兩條少有船雙航行;第三條在中間,叫做斯陀海流,是兩峽灣間最主要的交通通道與海水通道。大漩渦就在這裏出現。
斯陀海流深三百英尺以上,長約六千英尺,最狹窄處是四百五十英尺。在流速最高的大潮期間,水流時速能超過十英裏。據測算,在普通大潮相隔六小時的期間內,流過水道的海水有一億立方米。