第12章 认识海洋

　　海底风暴

　　几年前，科学家们在美国东北部大西洋沿岸的诺瓦斯科特亚南部海域考察时，有两件事使他们大为吃惊：一是，从约5000米深的海底采集上来的海水，竟浑浊得漆黑一团，其浑浊程度比一般大洋海水高出100倍；二是，从海底拍摄的照片上可以看出，在平坦的海底沉积物表面出现了一道道有规则的波纹，犹如一阵大风刚刚刮过，水面留下了一片涟漪。在长期非常平静的深海世界里，出现这种奇异的现象，实在令人费解。

　　莫非在深海下也出现了“风暴”？为了查明原因，美国的海洋学家和地质学家在诺瓦斯科特亚南部海域进行了一次名为“赫伯尔实验”的科学考察。

　　这次考察采集了海底水样，拍摄了海底照片，测量了海水透明度，并在海底设置了一连串的自记海流计，对底层海流进行了长时间的连续测量。

　　科学家们在“赫伯尔实验”期间又采集到了浑浊的水样，再次表明实验地区底层海水的扰动确实异常强烈。他们还发现这里海水的浑浊程度比其他水域都高。

　　科学家们认为，这是由于有一股1千米长的沉积物，“云雾”状潜流在海底滚滚奔腾的结果。它犹如刮起一股海底“风暴”，非常的猛烈，将海底沉积物刮起，使海水变得异常浑浊。但是，这股深海潜流为什么如此激烈呢？

　　有的海洋学家认为，这随时间变化很大，越靠近海底海水浑浊度越大。有一个地点海水非常浑浊，可是一个星期后又突然变清澈了。实验中还发现这里的海水透明度的变化也很大。有一架透明度仪观察到3次极端黑暗期，每次持续3～5天，黑暗程度达到伸手不见五指。有此科学家认为，那是世界上任何河口、港湾的海水从附近流来的一支强大的海流——墨西哥湾流左右摆动的结果；另一些海洋学家认为，该海区有一条南北走向的海底隆起，这种上下起伏的地方，使深海水激烈地扰动；还有一些科学家指出，在“赫伯尔实验”区域的南部有水下死火山山脉，这种海底起伏也能够改变海流方向，形成剧烈的涡旋。科学家们的说法不一，有关这支深海潜流产生的原因，仍是一个有待揭示的自然之谜。

　　海底金字塔

　　百慕大三角区海域，使无数的船只、飞机和人神秘地失踪，因而也引来了各种科学猜测。其中有一种假设性猜测认为：百慕大三角区海域深处，有一股极强的磁力，可以使船只、飞机的罗盘失灵。有人补充说，考虑到此海域的南部就是失踪的玛雅文明的所在地，所以百慕大三角区海底下面一定掩埋着玛雅文明的某些神秘之物，可能，玛雅文明时代的原子核废料的堆集场就在此海水下面。

　　这种说法听起来很夸张，似乎不太可能。可是，一则出乎意料的新闻却使人们大为吃惊。1977年4月7日，法新社发自墨西哥的一则电讯说，科学家们在百慕大三角区海底，发现了一座比埃及胡夫金字塔还要大的金字塔，这真是一件奇事珍闻。

　　埃及以金字塔著称于世，而事实上，除了埃及之外，在今天的墨西哥、洪都拉斯、秘鲁等地，即古代玛雅人活动的地区，都先后发现有金字塔式的宏伟建筑。然而，玛雅的金字塔和埃及的金字塔略有不同，埃及的金字塔是尖顶的，而玛雅的金字塔的顶端却是平的，相对而言，玛雅的金字塔大多比埃及的金字塔要小。

　　据称，百慕大三角区海底有一座巨大的金字塔，是由一位美国海军上校发现的。尽管当时许多人，包括他本人在内，都不太相信这是真的，但是，声呐探测装置上清楚地显示出这座金字塔位于360米的海面之下，高度约为230米，每边长300米。在金字塔的四周是平坦的海底，没有火山喷发过的痕迹，也没有海底山脉从中横过。

　　于是，有关方面成立一支探险队，到该地区从事进一步的探测，使用深水潜艇、水下闭路电视摄像机等先进设备，以期能够揭示海底金字塔的真相。

　　如果百慕大三角区之谜被解开，能够证明海底金字塔确实是人工之杰作，那么，科学史就将要进行修改，甚至人类的历史也要改写。就目前来说，没有人相信，这座金字塔是在海水下面建造起来的。因为以现代科技能力来说，要在360米以下的海底建造如此之大的金字塔，也是不可能的，况且它又为何修建在海底，人们宁愿相信这座金字塔最初是建造在地面上的。

　　而如今金字塔却在海底，可能是因为陆地下沉的缘故。科学家们相信其中的一些道理，但不敢贸然接受这样的一个结论，因为仅在短短的数千年中，这块陆地怎么“沉入”得那么深？是因为这块陆地的下面是一块巨大的海底盆地？也就是说，这块原来被用来修建大金字塔的陆地不但沉入海中，而且沉得比原来的海底还要凹深一些。这又是什么原因造成的呢？

　　关键的问题是，为什么这个位于海水下面360米的金字塔，会对海上的船只、天上的飞机的失踪产生影响，而且每一次失踪事件发生后都没有留下痕迹？这真是怪事。

　　深海矿藏

　　深海矿物资源，通常主要指海底锰结核矿、海底热液矿（也称多金属软泥）和海底油与矿藏。

　　锰结核矿是一种分布于水深4000~6000米大洋底的矿物资源，含有镍、铜、钴、锰等76种元素。人们估计，世界大洋锰结核矿的总储量可达3万亿吨，仅在太平洋就达到17万亿吨。如果按目前人们的开采需求量计算，锰、镍、钴等可供人类上万年的开采需求，由此可见海洋中锰结核矿储量之巨大了。海底热液矿床多分布在火山活动的大洋中脊裂谷处、火山岛弧地带，或分布在与火山活动有关的断裂带和构造线上。海底热液矿床的发现时间并不长，仅有三十多年的历史，海底热液矿床有十分可观的储量和所含金属潜在价值（热液矿床中含有铜、铁、锌、钴、锒、硫等多种矿物）。海底石油和天然气的开发仅有百余年的历史，其储量和开采前景也是十分诱人的。要开采海底矿物资源，有一个重新认识海底矿藏的问题。首先遇到的问题之一，是如何认识海底矿藏的形成原因。

　　用板块构造说看海底矿藏板块构造理论认为，镁、钾、铁、镍等金属并不是从陆地河流带到海洋中的海底沉积物，而是被沿海底裂缝循环的海水带到洋壳上并沉积在那里，经过长时间的地质变化，其化学成分发生了很大的变化。在世界大洋中，在洋中脊或海隆的边沿热泉的高温海水将这些金属沉积物溶解，随喷发的热液一同从裂缝喷射出来，以固体硫酸盐和硫化物的形成沉积在海底，同时，高温海水滤出地壳岩层中的钾、钙、硅、铁和锰等金属元素。这是生成深海含多种金属的锰结核的基本原因。

　　海底热液矿床多分布在火山活动的洋中脊裂谷处，这些海底热液矿床多存在于与火山活动有关的断裂带和构造线上，在世界各大洋的洋中脊或隆起附近，都能看到这方面的例子。最为典型的要属红海地区被人们发现的海底热液矿床。1977年初，美国深潜器“阿尔文”号在加拉帕戈斯群岛附近水深2500米的断裂带实地考察了海底热泉喷发的情况。科学家们发现，在热泉四周有高达数十米的滚滚“浓烟”，热泉喷出的物质里含有铜、锌、硫化铁、硫酸钙，以及硫酸镁等多种金属元素和化合物。

　　至于海底油气矿藏，一些石油公司已经运用板块构造理论找到了石油和天然气。在这个理论的指导下，人们在环太平洋和环西大西洋大陆边缘的油气富集区开展勘探调查，并取得令人满意的成果。

　　海底石油成因的探讨结果为缓慢的大陆板块碰撞，为石油的生成提供了地质条件。石油地质学家认为，大陆架海底通常是厚度很大的中生代和第三纪与第三纪以后的海相沉积。这种地质构造是石油生成与储蓄的良好场所，可能是形成碳氢化合物富集成大油田的条件。例如，特提斯海先前发现的边缘巨厚的沉积系统，就受到阿拉伯与非洲板块间汇集的影响，形成一个中生代和新生代的封闭环境，使今天的中东地区成为盛产石油的地质环境。专家们推断，世界海底石油资源储量的1／3可能在大陆坡，洋底的石油储量只有2％左右。

　　板块构造理论为石油产生的环境条件提出新的根据。在浅海，特别是在岛屿岬角阻隔的海湾中，水域处在平静半封闭状态。当有机物质沉到海底，随即被从岩边带来的泥沙所覆盖，为石油的形成提供了丰富的原料和缺氧的环境。大陆架区域的地壳缓慢地沉降，浅海区的泥沙沉积随地壳运动，有的堆积的细粒土形成密不透水的页岩，有的堆积的粗粒泥沙形成多孔隙的砂岩，就好像充满水的海绵一样，可以保护着石油不流失。长期缓慢沉降的大陆架浅海区蕴藏了丰富的石油，陆地上的许多油田，则是过去的地质时期在海底形成的。关于石油形成的环境和条件以及海底石油的形成机制仍然是人们探讨的课题。

　　海底未解之谜

　　今天的人类，已多次登上地球最高的地方——珠穆朗玛峰；多次到宇宙空间旅行；人造的探测器已达到太阳系的外层空间。然而，人类唯一没有征服的地方就是洋底世界。大洋的最深处是什么样子，人们还是不清楚的。

　　海洋占地球表面的3／4，海水量达到140亿立方千米，平均深度约3700米。大洋的错综复杂的食物网养育了种类繁多的海洋生物，从生活在洋底火山口的以硫黄为食的细菌到各种深海鱼类（它们放出的荧光能照亮很远的地方，吸引了众多的供它们食用的生物）。在有些地方，甚至还可能潜藏着有待发现的被称之为“海怪”的动物新种。

　　在这个海底世界里，潜在的经济价值同样是不可估量的。能量巨大的漩涡洋流，影响着世界上大部分地区的气象，若能了解它们的形成机理和规律，可预报气候灾害的发生，免于损失数万亿美元的经济损失。大洋还有巨大的有商业开发价值的镍、锰、铁、钴、铜等；深海的细菌、鱼类和植物，有可能成为保护人类健康与长寿的神奇药物之源。有人估计，在今后几十年里，从大洋获得的利益会远远超过人类目前探测太空的收益。如果人们能自由安全地出入洋底，其经济效益将会立竿见影。

　　显然，探测洋底世界的回报会是极其丰厚的。除了因为在海洋里，矿产、天然气、石油的储藏量十分丰富外，对洋底奇妙世界的探索成果，很有可能改变我们对地球上生命起源和进化所持有的传统观点。

　　但是，与到达外层空间的条件类似，如果没有特殊的装备，人类是不可能到达洋底的。若没有氧气筒的帮助，人是不能长时间下潜到3米以下的水里的。随着不断地潜入水下，压力也在不断增加，人的内耳、肺和一些孔道就会感到压力，令人痛苦。水下温度低，会很快吸走人体的热量，使得人难以在3米以下的水里坚持2～3分钟。

　　因此，当代深海的探险，不得不依靠两项关键技术的发展：深海球形潜水器和深潜铁链拴系钢球深潜器。会游泳的人一直在思考：如何在水下得到氧气？千百年来，一直如此。古代希腊的潜水者是从充满气的瓶子里获得氧气，近代潜水者则多用压缩空气的办法进入潜水。通常人可以潜入到30米的深度，甚至最有经验的使用水下呼吸器的人也不敢冒险潜到45米以下，因为深潜压力的增加和上浮水面过程中的压力变化，可造成减压病甚至死亡。使用密封的潜水服，也只能潜入到440米的深处。

　　球形深海潜水器创造了下潜923米的深度的可能，但操作十分困难。后来又发明了体积很小的深海潜艇，但它只能供科学研究用。先进的深海潜艇配备有水下摄影机、收集标本筐和具有人手功能的操作机械臂。美国、法国、日本、俄罗斯等国都出于不同目的研制出深水潜艇，收集到大海深处的动物、植物、岩石、水样等资料标本。这就开辟了一个深海探测的新时代。人们获得了大量的深海世界里的信息，从而改变了生物学、地质学和大洋地理学的某些传统的看法。科学家们用新的目光来看待海流的变化规律，如太平洋的厄尔尼诺现象，对具有商业价值的鱼群有极大的危害，并且还会诱发地球上气候的奇特变化。大洋环流的不稳定性，可能导致全球性的气候改变，或使现在地球上稳定的气候逐渐消失。

　　1996年，一个崭新的、革命性的海底探测船在美国加利福尼亚中部的海岸城市蒙特里下水，开始它的处女航。这条深海探测船的名字叫“深飞1号”，它长约4米，重约1300千克，外形像一个胖鼓鼓的有翼的鱼雷。它在水下航行时，很像一只轻捷迅速的飞鸟。与那些正绕着大洋航行，拖着深海探测器的动作迟缓的潜艇相比，“深飞1号”就像一架水中的F16战斗机。它能呈现特技飞行，比如横滚等，还能与快速游动的鲸群赛跑，或垂直跳出水面，驾驶人员可以从舱中看到舱外的一切。它可以在水面上飞行，也可以潜到1000米以下进行各种科学考察活动。显然，人类对大洋底部的探测，将来一定会有新的更大的成就。