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海洋的身世

2012-01-01 00:00:00謝飛
科學(xué)大眾·小諾貝爾 2012年4期


  海洋先生誕生記
  嗨,大家好!我就是愛(ài)穿藍(lán)衣服的海洋先生,歡迎大家來(lái)到海洋的世界!
  從太空中看,地球是藍(lán)色的,這是因?yàn)榈厍?/3以上的表面被我覆蓋著。那么,我是怎么形成的?海水又從哪里來(lái)呢?
  我的誕生,和太陽(yáng)系的形成一樣,現(xiàn)在還是未解之謎。不過(guò)大多數(shù)人認(rèn)為,我的誕生是由原始地球火山爆發(fā)引起的。
  大約在50億~55億年前,原始地球形成。那時(shí)候的地球,沒(méi)有大氣,也沒(méi)有海洋,是一個(gè)沒(méi)有生命的世界。在地球形成之初的幾億年里,由于內(nèi)部力量的釋放,加上小天體的不斷撞擊,地球內(nèi)部的巖漿不斷上湧噴出,地球上一片火海。在高溫下,地球內(nèi)部的水分汽化與氣體一起沖出來(lái),飛入空中。
  這是一個(gè)漫長(zhǎng)而反復(fù)的過(guò)程。在重力的作用下,重的物質(zhì)逐漸下沉,趨向地心,形成地核;輕的物質(zhì)逐漸上浮,形成地殼和地幔。水蒸氣和二氧化碳等氣體由于地心引力的作用,在地球周?chē)纬闪艘粋€(gè)大氣圈層。
  又經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的歲月,地殼冷卻定形后,地球就像個(gè)風(fēng)干了的蘋(píng)果,表面皺紋密布,凹凸不平。高山、平原、河床、海盆,各種地形一應(yīng)俱全了。隨著地殼的冷卻,大氣的溫度也慢慢地降低。空氣中的水氣變成雨水,從空中降落。經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的降雨,在原始地殼低洼處,匯集成巨大的水體。就這樣,我誕生了!
  鹽分哪里來(lái)?
  在形成之初,我體內(nèi)的海水并不是咸的。現(xiàn)在海水中的大量鹽分,是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年累月積累而來(lái)。
  那時(shí)候,我已經(jīng)能進(jìn)行水循環(huán)了。當(dāng)海水受到太陽(yáng)照射,水變成水蒸氣,水蒸氣在天空中受冷形成云,云最終又會(huì)以雨、冰雹或者雪的形式降落到地面,這些雨水流經(jīng)河海,最終又流入我的懷抱。如此年復(fù)一年,日復(fù)一日,雨水將陸地上和海底巖石中的鹽分溶解出來(lái),不斷匯集到我身體里。就這樣,海洋中的水又不斷蒸發(fā),鹽分不斷濃縮,經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的積累,我體內(nèi)海水的含鹽量就越來(lái)越多了。
  生活在我體內(nèi)的小精靈 地球形成之初,大氣中沒(méi)有氧氣,也沒(méi)有臭氧層,紫外線可以直達(dá)地面。生物很難在這么強(qiáng)的紫外線照射下生存。那時(shí)的地球是多么寂寞呀!
  又經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)很長(zhǎng)時(shí)間,我欣喜地發(fā)現(xiàn),我的體內(nèi)有一些小生命誕生了。這也許是因?yàn)楹K畹揭欢ǔ潭龋涂梢詼p弱紫外線的殺傷力吧。
  大約在38億年前,我的身體里產(chǎn)生了低等的單細(xì)胞生物。在6億年前的古生代,我體內(nèi)有了海藻類(lèi)植物。海藻類(lèi)植物在陽(yáng)光下進(jìn)行光合作用,產(chǎn)生了氧氣。這些氧氣慢慢積累,一些氧氣在紫外線或閃電作用下生成臭氧,進(jìn)而形成了臭氧層。臭氧層能把照射到地球的大部分紫外線吸收掉,使生物能大量繁衍,并開(kāi)始逐漸登上陸地,隨之,地球變得越來(lái)越熱鬧了。
  總之,我是經(jīng)過(guò)了非常漫長(zhǎng)時(shí)間的成長(zhǎng),才由原始海洋變成了今天這個(gè)樣子。
  海洋帶,和陽(yáng)光有關(guān)
  現(xiàn)在,數(shù)百萬(wàn)種生命生活在我的身體里,它們已經(jīng)和我融為一體,不可分割。我很樂(lè)意告訴你,我們的生活都是什么樣的。在此之前,還得請(qǐng)你了解一下我的大致環(huán)境。
  根據(jù)太陽(yáng)光射入海水的深度不同,人們把我分為三個(gè)帶。生活在每個(gè)海洋帶里的生物,也不盡相同。大多數(shù)海洋動(dòng)物是生活在一定深度范圍內(nèi)的,但也有一些會(huì)根據(jù)晝夜差別更改所在水深。
  好了,介紹了這么多,后面就請(qǐng)生活在不同海洋帶的精靈們出場(chǎng)吧!
  各種海洋環(huán)境
  1.陽(yáng)光帶,或稱(chēng)光合作用海水帶(包括海面):水下0~200米
  太陽(yáng)光能夠到達(dá)海面以下150多米的地方。絕大多數(shù)海洋生物生活在這個(gè)水域。
  海洋生物:浮游生物,水母,淺灘魚(yú)類(lèi)(如鯡魚(yú)),游速很快的掠食魚(yú)類(lèi)(如金槍魚(yú)、劍魚(yú)、大青鯊等)以及海豚
  2.晨昏帶,或稱(chēng)中層帶:水下200~1000米
  在距海面200米到1000米深這段深度的海水里,陽(yáng)光逐漸變得黯淡起來(lái)。這段深度的海洋都屬于晨昏帶。
  海洋生物:浮游生物,大眼睛的小銀魚(yú)(如燈籠魚(yú)),烏賊、對(duì)蝦等
  3.死光區(qū),或稱(chēng)深海層、深淵帶(包括深海海溝):水下1000-6000米海面1000米以下就沒(méi)有一絲陽(yáng)光了,漆黑一片,寒冷無(wú)比。4000米以下就屬于深海,有的地方甚至深達(dá)6000米。
  海洋生物:大嘴巴、大食量的小魚(yú),如寬咽魚(yú)、寬吻魚(yú)、鮟鱇魚(yú)和鼠尾鱈
  海洋生物展示秀——生活區(qū)域:陽(yáng)光帶
  美人魚(yú)——儒艮
  “小美人魚(yú),在大海里……”
  嗨,大家好,我就是古人所說(shuō)的美人魚(yú)。怎么,沒(méi)認(rèn)出來(lái)?別東張西望了,對(duì),就是我,右邊這張圖就是我的靚照。
  
  我的學(xué)名叫儒艮(rug gen)。早在恐龍時(shí)代,我就已經(jīng)生活在海洋里了。我和人類(lèi)一樣,是哺乳動(dòng)物。我喜歡在溫暖的淺海海域過(guò)著平靜的生活。我在海洋中沒(méi)有天敵,而且是個(gè)素食主義者,只吃植物。
  由于我們可以用尾鰭頂住海底,再把頭伸出水面,遠(yuǎn)遠(yuǎn)看來(lái),就像一個(gè)人站在海面上。所以在朦朧中,我們就成為水手心目中的“美人魚(yú)”了。
  怎么?覺(jué)得我不夠美嗎?真令人傷心!
  大家好,我是飛魚(yú)。我有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的本領(lǐng):當(dāng)我們游到一定的速度時(shí),我就能夠沖出水面。這時(shí),我的魚(yú)鰭可以像翅膀一樣展開(kāi),使我能夠在空中滑翔一段距離。當(dāng)我再次進(jìn)入水里時(shí),那些追趕我的金槍魚(yú)或者劍魚(yú),早就被我遠(yuǎn)遠(yuǎn)地甩在后面了。
  海水清潔工——海綿
  我們是大海綿。我們的食物主要是海里的捕食者們吃剩的食物碎屑。我們身上有很多小孔,當(dāng)海水流過(guò)的時(shí)候,我們就會(huì)像篩子一樣把水中的這些碎屑留下來(lái)。由于我們吃得越多,海水越干凈,所以我們也被稱(chēng)為海水清潔工。
  寄居蟹——寄居在別人的房子里
  如果人類(lèi)像我一樣,估計(jì)會(huì)被當(dāng)成強(qiáng)盜、無(wú)賴(lài)了。我經(jīng)常住在其他動(dòng)物的空殼里,但有時(shí)也會(huì)搬進(jìn)珊瑚礁的小洞穴里。
  我是鸚鵡魚(yú),我喜歡把珊瑚蟲(chóng)啃下來(lái)吃掉。不過(guò),珊瑚蟲(chóng)的最大敵人不是我,而是那些海星。它們總是狼吞虎咽地吃掉許多活的珊瑚蟲(chóng)。一旦所有的珊瑚蟲(chóng)都死掉了,珊瑚就再也長(zhǎng)不大了。
  小小珊瑚蟲(chóng)
  我是一個(gè)珊瑚蟲(chóng),一種非常小的生物,只有幾毫米大。我的嘴長(zhǎng)在上面,周?chē)蝗κ怯脕?lái)捕食的觸手,下面就只剩下一個(gè)胃了。當(dāng)我死去之后,新的珊瑚蟲(chóng)會(huì)在我變硬的尸體上安家。就這樣,尸體不斷累積,幾百年后,我們生活過(guò)的地方,會(huì)留下堅(jiān)硬并且中空的珊瑚。
  生活區(qū)域:陽(yáng)光帶、晨昏帶
  海洋中的漂浮者——水母
  我是水母,從史前時(shí)代開(kāi)始,海洋中就有了我們的身影。我身體里95%以上都是水。我沒(méi)有腦、骨頭、心和眼睛,我靠著漁網(wǎng)一樣的長(zhǎng)觸角捕食。
  注意了,我可不是魚(yú)。因?yàn)槲覜](méi)有脊椎骨,所以屬于無(wú)脊椎動(dòng)物。我們中大部分水母的身體幾乎透明。有一些水母自身會(huì)發(fā)光,當(dāng)它們?cè)诤诎档暮K惺艿角謹(jǐn)_時(shí),便會(huì)發(fā)光以示警告。
  大家好,我是大白鯊。我們鯊魚(yú)也是從史前時(shí)代就生活在海洋里,而且,我們是迄今存活在地球上的最大的魚(yú)。我渾身肌肉發(fā)達(dá),聽(tīng)力很棒,對(duì)食物也有敏感的嗅覺(jué)。事實(shí)上,我并不吃人,即使咬到人,通常也會(huì)吐出來(lái)。雖然如此,人們還是把我視為危險(xiǎn)的殺手。目前,由于人類(lèi)的大量捕殺,我們的數(shù)量已經(jīng)非常稀少了。
  海中巨人——藍(lán)鯨
  比起個(gè)頭來(lái),我其實(shí)是最大的海洋生物,只不過(guò)我不是魚(yú),而是哺乳動(dòng)物。大家好,我是藍(lán)鯨。你知道嗎?不僅在海洋中我最大,可以這么說(shuō),我是有史以來(lái)的最大動(dòng)物。即使最大的恐龍,體重也只有我的1/4。
  和其他哺乳動(dòng)物一樣,我離不開(kāi)氧氣,所以時(shí)不時(shí)的,我會(huì)浮到水面上呼吸一下新鮮空氣。我呼吸時(shí),空氣會(huì)通過(guò)我們頭頂上的噴氣孔進(jìn)入肺部。
  章魚(yú)
  大家好,我是章魚(yú)。我有8只觸手可以感知外界的事物。仔細(xì)看,我的觸手上長(zhǎng)滿了成排的吸盤(pán)。這些吸盤(pán)既可以吸住獵物,又可以把我自己附著在海床上。白天,我就藏在巖洞里,晚上我才出來(lái)覓食。覓食的時(shí)候,我會(huì)將一只觸手吸在海底,一旦遇到危險(xiǎn),我就可以把自己拉回來(lái)。瞧,我是不是很聰明?其實(shí),我在所有的海洋帶都能夠生存,包括晨昏帶。
  生活區(qū)域:死光區(qū)
  丑陋的怪物——火烏賊
  只要有魚(yú)蝦游過(guò),我就會(huì)把它們吸進(jìn)我的嘴巴里。因?yàn)槲业耐饷渤舐鴥磹海匀藗円步形摇笆橙斯拄~(yú)”。
  會(huì)垂釣的魚(yú)——鮟鱇魚(yú)
  大家好,我是鮟鱇魚(yú),不過(guò)大家更喜歡叫我垂釣魚(yú)。這是因?yàn)槲翌^部有一個(gè)發(fā)光的誘餌,就像人們垂釣時(shí)魚(yú)鉤上的誘餌一樣。有的魚(yú)會(huì)誤認(rèn)為這是一個(gè)發(fā)光的小蟲(chóng)子,當(dāng)它們游過(guò)來(lái)的時(shí)候,嘿嘿,我就有東西吃了。
  令人生畏的獵手——吞噬鰻
  在海底,你絕對(duì)不想遇到我。我是一條吞噬鰻,我的嘴巴就有我身體的1/3那么長(zhǎng),可以吃掉比我大很多的獵物。我最大可以長(zhǎng)到2米呢,你們最好小心點(diǎn)。我的尾巴頂端可以發(fā)光,幫我引來(lái)很多獵物。
  海底探秘——揭秘泰坦尼克號(hào)現(xiàn)狀
  在美麗的大海中,除了它自身孕育的各種生命外,時(shí)不時(shí)的還有一些原本不屬于海洋的東西會(huì)“造訪”海底,比如沉船。100年前,就發(fā)生了一件沉船事件,它的主角就是赫赫有名的泰坦尼克號(hào)。
  1912年4月15日,泰坦尼克號(hào)豪華游輪在自己的首次航行中,與冰山相撞,不幸沉沒(méi),1500多人葬身海底。直到1985年,人們才在大西洋海底發(fā)現(xiàn)了它。這艘曾經(jīng)號(hào)稱(chēng)是“世界工業(yè)史上的奇跡”的豪華客輪,現(xiàn)狀如何呢?
  成為海洋生物的美餐
  游輪沉到海底后,軟體動(dòng)物先吃掉了泰坦尼克號(hào)上的部分木質(zhì)材料,將金屬船體暴露給微小細(xì)菌和真z/fYZi6Of66rP8B1xCsZ/DzMQCZEhjmxrnsm8vwNppA=菌。隨著微生物的不斷侵蝕,船體上形成了獨(dú)立的像冰柱一樣的生物群落——rusticle。這是一種外形類(lèi)似于冰柱或鐘乳石的一種鐵銹,是鑄鐵在水下經(jīng)氧化后的產(chǎn)物。
  有科學(xué)家估計(jì),到1996年,僅在泰坦尼克號(hào)船首部分外面,冰柱狀鐵銹的重量就達(dá)650噸,而且,它們?nèi)圆粩嘣诔链瑑?nèi)外生長(zhǎng)著。
  人類(lèi)活動(dòng)加速船的分解
  即便冰柱狀鐵銹不存在,泰坦尼克號(hào)因長(zhǎng)期置身于鹽分很大、含氧量高的海水中,自身也能快速腐蝕。除此之外,強(qiáng)大的洋流沖擊,以及人類(lèi)的活動(dòng)也在加速著泰坦尼克號(hào)的分解。
  例如,文物打撈時(shí)對(duì)船體的破壞:載有科學(xué)家、電影制作人員和游客的船只將許多有害垃圾扔到泰坦尼克號(hào)沉船周?chē)涣硗馑伦詣?dòng)潛水器如果與泰坦尼克號(hào)相撞……這些都加快了船體的腐蝕分解。
  正像大多數(shù)人造物體一樣,泰坦尼克號(hào)在海底遭到嚴(yán)重腐蝕,在不久的將來(lái),它也許就會(huì)永遠(yuǎn)地消失。是否把它打撈起來(lái),人們還存在巨大爭(zhēng)議。不過(guò),科學(xué)家已對(duì)這艘巨輪進(jìn)行了嚴(yán)格的取樣和繪圖,并制作了3D考古模型。也許用不了多久,你就能以虛擬的形式,親身體驗(yàn)探索沉船的感受!
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  海洋考古
  海水會(huì)使金屬生銹、木頭腐爛、玻璃分解,但是它也可以將船只殘骸和人工制品埋在流沙或泥下,把它們好好地保存若干世紀(jì)。對(duì)于歷史學(xué)家和考古學(xué)家來(lái)說(shuō),這樣的“時(shí)間膠囊”是存儲(chǔ)大量信息的寶藏。
  除了歷史學(xué)家扣考古學(xué)家外,還有一些人也喜歡尋覓沉船,不過(guò)他們是為了找到珍寶——錢(qián)幣、珠寶、貴重瓷器,甚至美酒。一般人很少能得手,但是在1985年,一個(gè)名叫梅爾·費(fèi)希爾的美國(guó)人在佛羅里達(dá)海岸意外發(fā)現(xiàn)了一艘西班牙沉船,這艘船是在1622年沉沒(méi)的,上面載有40噸金子、銀子和翡翠。
  海底探秘的水下機(jī)器——潛艇
  潛艇是深海探索必不可少的工具。它能承受海洋深處的巨大水壓,潛水員坐在潛艇里可以觀察到許多以前從未發(fā)現(xiàn)的海底世界的秘密。鸚鵡螺號(hào)潛艇能夠下潛6000米,也就是這艘潛艇發(fā)現(xiàn)了沉沒(méi)的泰坦尼克

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