在古希臘的神話中,有許多關于航海家奧德賽奇妙旅行的故事,其中一個講述了他如何抵制地中海島嶼上妖女們的致命誘惑,死里逃生。傳說無論是誰,只要一聽到妖女們魅人的歌聲,都會失去理智,望著她們向海浪中撲去,并因此喪命。
以前,海洋深處被視為一片永遠寂靜的國土。神話中虛構的妖女的歌聲,是古時人們對那些不時由深海中傳來的奇異聲音的唯一解釋。兩千年過去了,科學家們逐漸發現:其實,海一點也不啞。它能用千萬種聲音講話:宏亮的、甜蜜的,甚至還有人耳根本聽不到的聲音。
極光次聲——極地風暴與海洋波浪的碰撞
科學家的最新研究發現:由極地迅猛而來的風暴,在經過寒帶海洋時,會與波浪形成天然的極光次聲發生器,這些極光次聲波周而復始的運動推動大氣產生極低的頻率,如同啟動了一個巨大無比的次聲擴音器。科學家認為,根據這些極光次聲傳播的頻率與能量,可以提前預知某種海難的發生。
美國科學家建議修建一座極光次聲波監測站,并計劃將其建在位于大西洋中的佛得角群島上。從那里,人們可以監測發生在西非海岸洋面上的極光次聲,它們往往攜裹著巨大的次聲能量掃過美國東海岸,預示著一次正在孕育的海洋颶風、海嘯或是海底地震等。
浪花的聲音
浪花里的聲音是怎么產生的?美國斯克里普斯海洋研究所的科學家研究了這個現象。他們為觀察記錄浪花飛濺那一瞬間的實況,特意設計了一個高速泡沫攝像機。功夫不負有心人。科學家們捕捉到了在波浪形成初期,浪尖卷裹著部分空氣形成管狀空洞的現象。
當飛濺的浪花下落時,管狀空洞被分割成若干部分,從而形成大氣泡。此時,與海水再次接觸的浪花又將海水表面空氣帶入水中,由此產生大量小氣泡。由于小氣泡爆裂時所發出的聲音尖銳,所以大小氣泡的分布情況就決定了浪花演奏出的曲調是高亢還是低沉。
科學家同時發現,浪花在飛濺過程中產生的氣泡還向天空釋放音量物質分子,參與了海洋和大氣之間的氣體交換,從而影響到整個海洋上空的氣候。這一發現有利于氣象學家制作更切合實際的音量氣象模型。
奇異莫測的“低外聲波”
在海洋“發出”的各種聲音中,還有一種聲響是人耳聽不到的“低外聲”。科學家通過實驗發現:在海岸上或者輪船上,當一個人把頭靠近氣球時,便會感覺耳朵里面隱隱作痛。而假如我們在陸地上離海很遠的地方進行此項實驗,耳朵里就不會有這種很不舒服的疼痛感了。
科學家們研究了這種奇異的現象,并且確定:這是因為氣球里聚集了一些特殊的聲波,這些聲波雖然達不到我們的聽覺范圍,可是直接作用在耳鼓膜上會使人感到疼痛。
眾所周知,聲音就是空氣的振動,空氣有時候振動快,有時候振動慢。如果振動的次數少于每秒15次,空氣中就產生了聽不見的聲音——低外聲。例如,當大風在海浪此起彼伏的浪頭滑過時,便形成了這樣的聲音。低外聲在海面上飛向四面八方,越過上千千米,甚至會侵入門窗掩閉著的房間內。但是,這種聲音是在10次/秒左右的振動下發生的,因此,屋內的我們對已經溜進來的低外聲“充耳不聞”。
海洋的低外聲比最強的颶風飛得更快,它到達岸上遠比產生這種聲音的風暴更早。但它們卻逃不過很多海洋生物的“耳朵”。例如,在海灘上蹦跳的小蝦、淺海中的海蚤,總是在狂風駭浪到達之前便跑到離海較遠的地方去;魚和水母在聽到“低外聲”的警報以后,就深深地潛入海底,而這時連氣壓表也還沒有預測出暴風雨的到來。
輪船的“耳朵”——水中導航員
假如一個潛水員沒有沉重的銅盔,只帶著供呼吸用的一套氧氣裝備潛入水底,那么,這個海底世界便再也不會像人們想象的那樣是個被法術禁錮著的永恒寂靜的國土。驚濤拍岸的喧囂聲在水底世界非但不平息,反而要響好幾倍。潛水員將會聽到石塊互相摩擦的聲音、沙礫在海底漾動的聲音、波濤洶涌起伏的聲音……這些都要歸功于海水對聲音的快速傳播。科學家們做過很多實驗之后深信:500千克的一口大鐘,在水底響著的時候,可以傳到35千米遠處,比在空氣中的傳播速度差不多要快4倍!
在港口和河口上,裝置在燈船下的水底警鐘在耳朵里不停地震響。輪船螺旋槳發出的宏亮的沙沙聲在聽音器中回響——這可能是有潛水艇在深水下航行:還有沉悶的嘆息——這是沉沒的船只躺在海底搖晃。
一個人很容易辨別聲音傳來的方向,因為他有兩只耳朵。從右方傳來的聲音到達右耳可能只不過比左耳早千分之幾秒。人類依靠構造精巧的聽覺器官,已經足夠辨別清楚聲音傳來的方向了。輪船也有兩只耳朵一兩個水中聽音器,還有一套非常復雜的、用以測定聲音方向的特殊設備。因此,輪船的駕駛員很容易確定:危險的礁石在什么地方,水底“警鐘”的聲音從何處傳來,霧中的輪船要怎樣才能開向看不見的航線。
獨特的“鯨魚電臺”
在加拿大溫哥華地區,新近出現了一家名叫ORCA的立體聲電臺,每天24小時現場廣播西海岸羅伯森灣水域里鯨魚的聲音。據鯨魚立體聲電臺的工作人員介紹,如果鯨魚來到這個水域,它們發出的聲音將被陸續廣播出去。這些聲音五花八門,有它們在海水里互相聯絡的聲音,有拍打肚皮的聲音,有在海面上噴水的聲音和各種其他聲音。可以說,鯨魚立體聲電臺為聽眾廣播的是水下世界鯨魚族的搖滾樂。
為了收聽到這些聲音,電臺使用太陽能,工作人員將麥克風安置在50米深的海底里,然后將獲得的聲音傳送到岸上的發射臺。
對于科研人員來說,“鯨魚電臺”廣播的聲音都是有價值的科學信息。海洋動物學家認為,每一個不同的鯨類都有它們自己獨特的交流方式。而且,鯨魚還會用各種不同的聲音來識別同一家族的成員,并選擇適當的配偶。目前,鯨魚研究專家正利用鯨魚電臺發出的信號,跟蹤、研究鯨魚的生活習性。
[責任編輯]王亞娜