住在水里的火焰

陽　君

都說水火不相容,但在自然界里卻有不少水上起火的奇觀。這種水上之火,有星星點點的浮火,有噴達丈余的焰火,也有排山倒海的烈火。

在加勒比海北部,佛羅里達半島以東的海面上,有一個大巴哈馬島,島上有一個神秘的火湖。每當夜幕降落,微風過處,湖面上會泛起千萬點火花,魚兒躍出水面熒光閃閃,滿身帶火。要是在夜間,泛舟湖上,輕輕搖擺的船槳會激起無數的火星,船后還會拖出一條火路。

比火湖更壯觀的是水上噴火。我國江蘇省豐縣子午河一段長30多米、寬20多米的水域里,在1987年9月13日傍晚至9月16日黃昏的4天時間里,不斷噴射出高出水面達四五米的耀眼火花,并伴有呼呼的聲響,猶如五彩繽紛的節日焰火。附近的魚、蛙紛紛在火中死亡,成片成片地浮漂在通紅通紅的河面上。

而最動人心魄的是海上的通天大火。1976年6月的一天,法國氣象工作者從氣象衛星上接收到奇怪的彩色照片。在大西洋亞速爾島的西南方海面上,一排排山峰般的巨浪上燃燒著通天大火,使在場的局外人驚嘆不已。無獨有偶,1977年11月9日,在印度東南部的安德拉邦馬得里斯海灣附近的海域里,突然刮起一陣颶風,接著海浪咆哮,海面上驟然燃起了一片滾滾的通天大火,大火映照四周數十千米,目擊者無不目瞪口呆。這次大火延續了20天之久,燃燒的海水通紅沸騰,景色壯觀,令人驚心動魄,難以忘懷。

神秘的水上起火之謎,經過科學家們的潛心研究,有些已初步揭開。

大巴哈馬島的火湖水面上之所以火花閃閃,火星亂飛,是由于湖里生長著大量的會發熒光的細菌。這種熒光極微弱,白天根本看不到,只有在夜間才能顯露出來。早在18世紀,不少學者就已經發現某些細菌的發光現象。這些發光細菌都生活在熱帶和溫帶海洋中。在河口咸、淡水混合之處,在冷、暖水交界的海區,有機物質最為豐富,因而海洋發光細菌在這里能大量生長、繁殖。它們不僅自由生活在海水中,而且也寄生、共生或腐生在魚、蝦、貝等海洋生物體上,使生物體發光。

這些細菌的發光原理不久前已為科學界所發現。原來,在這些發光細菌的生物體內,有一種熒光素和熒光酶。熒光酶是一種生物催化劑,在它的催化下,熒光素和氧氣結合,生成氧化熒光素,其化學反應所產生的能量以光的形式釋放出來,因而就發出了光。這些發光細菌使海水發光多半由機械刺激(如海浪沖擊)產生,和發光細菌共生的生物體發光,則多半是受到機械、化學、電等刺激才出現。這樣,人們才知道,為什么船槳蕩后會熒光閃閃,魚兒跳出水面也滿身帶火了。

至于河面上噴火卻不是由于發光細菌作怪。據有關人士推測,可能是在河流的地層深處,貯藏著大量的天然可燃氣體,由于地層的變動,導致天然氣的外泄,更由于地心熱力超過了天然氣的燃點,以至于在噴火過程中接觸氧氣而自動燃燒。

而海水燃燒的原因又與此不同。經過美國、印度、俄羅斯等國科學家的共同努力,終于揭開了海水燃燒的秘密。原來,當颶風以每小時280千米的高速在海面上疾駛時,激起滔天巨浪。風與海水發生高速摩擦,從而產生巨大的能量,使水分中的氫原子和氧原子分離,在颶風中電荷的作用下,原子便發生爆炸和燃燒。再加上空氣中氧的助燃,海面上即會燃起熊熊烈火。

利用發光細菌為人類服務可以說由來已久。早在1900年,法國科學家杜波尹斯用大量發光細菌,放在法國巴黎國際展覽會的光學宮大廳中,從而開辟了人類利用冷光的新紀元。因為發光細菌發出的光是冷光源,所以后來人們將發光細菌用在熱光照明可能發生嚴重爆炸危險的火藥庫和采礦業。發光細菌對氧十分敏感,當氧的濃度為十萬分之一時,發光細菌就能產生可測出的光,利用發光細菌的這一特性,可用作微量氧氣的檢測、過濾和濾膜孔徑的測量,并可用于金屬裂縫的檢查以及真空度的測定等。

由于麻醉劑和不少化學藥品,如乙醚、乙醇等,對細菌發光有影響,所以在醫藥工業上,發光細菌還可以用于抗菌素的檢查和毒性試驗,也可作為對麻醉劑藥品作用的檢測。此外,發光細菌還有一種最直接的用處,它可以為航船指明暗礁、淺灘、沙川和冰川,也可利用它幫助漁民尋找魚群。

至于海水燃燒,盡管它能產生巨大的能量,然而它由于驟然而起,具有強烈的破壞性,要讓它直接為人們利用,造福于人類是很困難的。然而它也啟發了人們,在地球上能源匱乏的危機形勢下,利用海水作為能源在理論上是可行的。而且它指出了“利用高速摩擦的手段使水分子分解為燃料和助燃物質”的正確途徑,為人類未來以海水代替石油開辟了廣闊而輝煌的前景。

編輯/梁宇清