神秘的海底“铁塔”

    有时候，即使在平静的海底也会遇上某种离奇古怪的事件——美国“爱尔塔宁”号海洋考察船上的研究人员在深海考察时，意外地发现了一座奇异的海底“铁塔”。

    1964年8月29日，“爱尔塔宁”号海洋考察船航行到智利的合恩角以西7400多千米处抛锚停泊，按照南极考察计划开始考察作业。考察人员计划在这一海区将一台深水摄像机下潜到4500米深处，对这里的海底状况进行水下拍摄。

    为此，考察人员把一台特制的水下摄像机安装在一个圆柱形钢制保护壳内，用电缆线将其系在考察船上。经过一天的考察，当摄像技术员在暗室中对当天拍摄的胶片进行显影处理时，在一张胶片上意外发现了一个奇特古怪的东西，它跟其他胶片上拍摄的内容有着天壤之别。该胶片洗成照片后，清晰地显示出一个顶端呈针状的水下“铁塔”，从“铁塔”的中部还延伸出4排芯棒，芯棒与垂直的“铁塔”呈精确的90度角，每个芯棒的末端都带有一个白色小球——诸如此类的特征似乎使这个神秘的水下“铁塔”显得很像一部塔式电视发射天线。

    研究人员借助电脑对这张水下神秘“铁塔”照片进行分析和研究后认为，这座水下“铁塔”是一种智能生物建造的。其实，它看上去并非固定在海底周围环境的背景中。要知道，水下摄像机能拍到这一神奇的东西简直是天大的幸运，因为海底如此浩渺无垠，况且水下摄像机已输入电脑程序，它只有间隔固定的时间后才开机拍摄。

    1964年12月4日，“爱尔塔宁”号完成了考察使命，驶入新西兰的奥克兰港。考察人员将这张海底神秘“铁塔”照片拿给一名采访记者看。这名采访记者问随船的海洋生物学家托马斯·霍普金斯：“这是什么东西？”

    霍普金斯回答说：“它当然不是海洋植物！在3500米深的海底根本见不到阳光，这意味着那里不可能有光合作用，更不可能有植物存活，有可能是一种奇特的珊瑚类生物。可是，过去我们无论是谁，都从未听说过这类生物。我不想说这座神秘的海底‘铁塔’是人建造的，倘若这样，会产生一个无法解释的问题：人是以何种方式到达如此深的海底的？从照片上看，这一海底‘铁塔’无论如何也不像是一种自然形成的东西。”

    不久以后，新西兰UFO研究者们把这张照片的复制品寄给从事月球遥控探测器指令研究的美国著名航天工程师霍尼，请他对此做出解释。霍尼工程师凭借他多年的研究经验认为，这个神秘的水下“铁塔”是测量地球地震活动的传感器和信息转发器。而建造者并非别人，正是来自太空的外星人，他们借助安装在最深洋底的这一地震传感器和转发器能更及时、更精确地将地震信息传送给他们的外星同胞。与此同时，还将其传送给世界各国的大地测量局。

    如果霍尼工程师的这一推断正确，便会出现这样一种与事实不符的骗局：当世界各国政府获得外星人的海底传感器传来的地震信息时，往往会否认其中有外星人的参与。

    那么，究竟是谁借助什么技术手段将这个水下“天线”安装在这人迹罕至的深海底的呢？

    海洋形成之谜

    地球刚诞生的时候，在它的表面既没有水柔浪细的河流，更没有烟波浩渺的海洋。和宇宙万物一样，海洋也有一个形成、发展和消亡的过程。那么，海洋最初是怎样形成的呢？

    首先说洋盆的形成。最初的假说是“冷缩说”，认为地球是从炽热的太阳中分离出来的熔融状态的岩浆火球。由于热胀冷缩的原因，地球表面冷得快而内部冷却慢，于是外部与内部之间形成了愈来愈大的空隙。在地球旋转的过程中，空隙上方的岩体由于重力作用下沉，形成了深陷宽广的凹地，这就是最初的海洋。

    还有一种假说是“分离说”。这种假说认为地球处于熔融状态时，由于太阳的引力和地球自转作用，一部分岩浆不翼而飞，形成月球，而地球上留下的窟窿便是太平洋洋盆。而且月球刚从地球分离出去时，地球发生强烈的震动，表面出现巨大的裂隙，这就是大西洋和印度洋最初的形成。

    不过，这两个假说对其后的研究和发现都不能做出正确的解释，因此进入了“死胡同”，逐渐被人们所抛弃。

    到20世纪初，德国气象学家魏格纳在阅读世界地图时发现大西洋东西两岸的海岸形状竟然可以像拼七巧板那样拼合起来，像一块完整的大陆，这让他顿有所悟。1912年，他提出了“大陆漂移学说”：设想地球上原来只有一块完整的大陆——泛大陆，被一片汪洋——泛大洋所包围。后来，由于天体的引力和地球的自转离心力所致，泛大陆出现裂缝，开始分裂和漂移。结果美洲便脱离非洲和欧洲，中间形成大西洋。非洲有一半脱离亚洲，南端与印巴次大陆分开，由此诞生了印度洋。还有两块较小陆地离开亚洲和非洲大陆向南漂移，形成了澳洲和南极洲。这个有趣的假说一经问世，立即受到人们的重视。但由于当时科学水平的限制，特别是大陆漂移的物理机理没有得到解决，轰动一时的假设又很快了无声息了。

    直到20世纪60年代初，建立在当时的地球物理科学基础上的“海底扩张学说”应运而生，它科学地解释了大洋地壳的形成问题，在此基础上发展起来的“板块构造学说”进一步用地球板块的产生、消亡和相互作用来解释地球的构造运动。这两个学说给“大陆漂移学说”注入了更科学的新鲜血液，以“板块构造理论”的形式出现，更好地解释了海洋的形成和发展问题。板块构造理论认为，大洋的诞生始于大陆地壳的破裂。

    地壳由于内部物质上涌产生隆起，在张力作用下向两边拉伸，从而导致局部破裂，形成一系列的裂谷与湖泊。现代东非大裂谷便是例子。后来大陆地壳终于被拉断，岩浆沿裂隙上涌，凝结成大陆地壳，一个新的大洋便从此诞生。有了洋盆，没有海水还是成不了海洋，海水又是从何而来的呢？然而直到今天，科学界一直对此存在着不同的看法。

    多数的看法认为，大约在50亿～55亿年前，云状宇宙微粒和气态物质聚集在一起，形成了最初的地球。原始的地球，既无大气，也无海洋，是一个没有生命的世界。在地球形成后的最初几亿年里，由于地壳较薄，加上小天体不断轰击地球表面，地幔里的熔融岩浆易于上涌喷出，因此，那时的地球到处是一片火海。随同岩浆喷出的还有大量的水蒸气、二氧化碳，这些气体上升到空中并将地球笼罩起来。水蒸气形成云层，产生降雨。经过很长时间的降雨，在原始地壳低洼处不断积水，形成了最原始的海洋。原始的海洋海水不多，约为今天海水量的1／10。

    另外，原始海洋的海水只是略带咸味，后来盐分才逐渐增多。经过水量和盐分的逐渐增加，以及地质历史的沧桑巨变，原始的海洋才逐渐形成如今的海洋。这是第一种有代表性的说法。

    还有一种说法是，海水来自冰彗星。这是美国科学家提出的一种新的假说。这一理论是根据卫星提供的某些资料而得出的。1987年，科学家从卫星获得高清晰度的照片。在分析这些照片时，发现一些过去从未见到过的黑斑，或者说是“洞穴”。科学家认为，这些“洞穴”是冰彗星造成的。而且初步判断，冰彗星的直径多在20千米。大量的冰彗星进入地球大气层，可想而知，经过数亿年，或者更长的时间，地球表面将得到非常多的水，于是就形成今天的海洋。但是这种理论也有它不足的地方，就是缺乏海洋在地球形成发育的机理过程，而且这方面的证据也很不充分。

    或许只有当太阳系起源问题得到解决了，地球起源问题、地球上的海洋起源问题才能真正得到解决。

    龙卷风之谜

    刮风下雨本是极寻常的自然现象，但有些风和雨确实很奇异。1940年，在高尔科夫州发生了一桩令人惊奇的事。一个炎热的夏天，在巴甫洛夫区麦歇尔村的上空突然雷雨大作，一些银币随着雨滴撒落在地上！村民发现这竟是几千枚伊凡五世时代铸造的模压花纹的硬币。

    1954年，美国小城达文港下了一场蔚蓝色的夜雨。1933年在远东离卡瓦列洛沃镇不远的地方，暴雨带来了大量的海蜇。在许多国家还经常发生这样的事：晴朗的日子里，天上突然撒下许多麦粒，掉下橙子和蜘蛛；有时又会随雨滴落下青蛙和鱼……其实，这些骤然看来不可思议的现象，全都是龙卷风搞出来的恶作剧！

    龙卷风发生在水面上则称为“水龙卷”；如果是发生在陆地上，则被称为“陆龙卷”。龙卷风外貌奇特，它的上部是一块乌黑或浓灰的积雨云，下部是下垂着的形如大象鼻子似的漏斗状云柱，具有“小、快、猛、短”的特点。

    从体积来看，水龙卷的直径大多在100～1000米之间。至于其风速到底有多大，科学家们还没有直接用仪器测量过，但根据龙卷风在经过的区域内做的“功”来推算，风速一般每秒可达50米，有时可达每秒300米，超过声速。所以龙卷风所到之处都被摧毁殆尽。它像巨大的吸尘器，经过地面，地面的一切都要被它卷走；它经地水库、河流常常卷起冲天水柱，连水库、河流的底部有时都被暴露出来。同时，龙卷风又是短命的，往往只有几分钟或几十分钟，最多几小时，一般移动几十米到数千米左右便“寿终正寝”了。

    来去匆匆的龙卷风平均每年使数万人丧生。全球每年平均发生龙卷风上千次，其中美国出现的次数占一半以上。

    1974年4月3日，在美国南部发生了一场龙卷风，风速从每小时大约180千米加大到500多千米，卷走了239人，使4000多人受伤，24000多个家庭遭到不同程度的损失，损失价值约7亿美元。

    此外，亚欧与大洋洲地区也是龙卷风的多发地区。虽然，世界各国对龙卷风的研究都很重视，但龙卷风之谜一直未能彻底解开。

    龙卷风的形成一般都与局部地区受热引起上下强对流有关，但强对流未必产生“真空抽水泵”效应似的龙卷风。

    苏联科学家维克托·库申提出了龙卷风的内引力——热过程的成因新理论：当大气变成像“有层的烤饼”时，里面很快形成暴雨云——大量的已变暖的湿润的空气朝上急速移动。与此同时，附近区域的气流迅速下降，形成了巨大的旋涡。

    在旋涡里，湿润的气流沿着螺旋线向上飞速移动，内部形成一个稀薄的空间，空气在里面迅速变冷，水蒸气冷凝。这就是为什么人们观察到龙卷风像雾气沉沉的云柱的原因。

    但问题是在某些地区的冬季或夜间，没有强对流或暴雨云时，龙卷风却也经常发生。这就不能不使人深感事情的复杂了。

    不仅如此，龙卷风还有一些“古怪行为”使人难以捉摸——它席卷城镇，捣毁房屋，把碗橱从一个地方刮到另一个地方，却没有打碎碗橱里面的一个碗。被它吓呆的人们常常被它抬向高空，然后又被它平平安安地送回地上。大气旋风在它经过的路线上，总是准确地把房屋的房顶刮到两三百米以外，然后抛到地上，然而房内的一切却保存得完整无损。有时它只拔去一只鸡一侧的毛，而另一侧却完好无损。它将百年古松吹倒并捻成纽带状，却丝毫不会折损到近旁的小杨树。

    龙卷风之谜，至今仍有待人们去不懈探索。

    海底风暴之谜

    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。在通常是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，对底层海流进了长时间的连续测量。

    最终，科学家们在“赫伯尔实验”期间又采到了浑浊的水样，再次表明实验地区底层海水的扰动确实异常强烈。还发现这里海水的浑浊程度随地点、时间变化很大，越靠近海底海水的浑浊度越高；有一个地点的海水非常浑浊，可是一个星期后又突然变清了。

    实验中还发现这里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，比世界上任何河口、港湾的海水都浑浊。

    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。它犹如刮起的一股海底“风暴”，非常猛烈，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荡呢？有的海洋学家认为，这是从附近流来的一股强大的海流——墨西哥湾流左右摆动的结果；另一些海洋学家认为，该海区有一南一北走向的海底隆起，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，形成剧烈的旋涡。

    直到现在，科学家们还是众说纷纭，而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。

    最初的海水哪里去了

    科学家们普遍认为海洋是古老的，而洋壳是年轻的。那么随之而来的问题就是，海洋里应该有45亿年以前的海水才对。然而，这么古老的海水至今还没有找到。

    迄今为止，确定海水年龄的最有效方法是碳14放射性元素衰变测定法。在世界海洋的许多区域，由于温度下降或含盐量的增加，形成表面水的密度不断增加并向深处下沉。所以，一定的水体在海面上存留的时间应该反映海水的实际年龄。但是，测量得出的各种水体年龄并没有像想象的那么古老：北大西洋中层水为600年，北大西洋底层水为900年，北大西洋深层水为700年；测量到的南太平洋深层水所得到的年龄范围在650～900年之间。

    这里就产生了一个疑问：与地球年龄差不多一样古老的海水到哪里去了？从理论上说，海水应该是古老的，起码要比洋壳老得多，然而测得的结果却令人迷惑不解。难道说古老的海水真的在海洋中消失了吗？

    海底玻璃之谜

    我们每天都要与各种各样的玻璃制品打交道，如玻璃杯、玻璃灯管、玻璃窗户等等。普通的玻璃，以花岗岩风化而成的硅砂为原料，在高温下熔化，经过成型、冷却后便成为我们所需要的玻璃制品了。

    然而，在很难找到花岗岩的大西洋深海海底，居然也发现了许多体积巨大的玻璃块，这真是一件非常奇怪的事。

    为了解开这个海底玻璃之谜，英国曼彻斯特大学的科学家们进行了多方面的分析和研究。

    首先，这些玻璃块不可能是人工制造以后扔到深海里去的，因为它们的体积巨大，远非人工所能制造。有些科学家认为，这种玻璃的形成有可能是海底玄武岩受到高压后，同海水中的某些物质发生一种未知的作用，生成了某种胶凝体，从而最终演变为玻璃。如果这真是属实的话，今后的玻璃生产就可以大大改观了。现在我们制造一块最普通的玻璃，都需要1400～1500℃的高温，而熔化炉所用的耐火材料受到高温玻璃溶液的剧烈侵蚀后，会产生有害气体，影响工人的健康。假如能用高压代替高温，将会彻底改变这种存在危害的状况。

    根据这个设想，有些化学家把发现海底玻璃地区的深海底的花岗岩放在实验室的海水匣里，加压至400个大气压力，结果是根本没有形成什么玻璃。奇怪的海底玻璃到底是怎样形成的呢？迄今仍然是一个未能解开的自然之谜。

    南极超级巨湖之谜

    在南极4000米厚的冰层下，静静地躺着一个巨大的湖泊，厚厚的冰盖将它与外面的世界隔绝长达数千万年。这里可能是我们所不知道的很多种生物的家。我们能否不进行任何破坏而揭开它们隐藏的秘密呢？

    南极大陆坐落在一处冰冻地带，它被好几千米厚的冰层覆盖，这层冰雪已经将其他生动鲜活的生物圈与它隔绝了千百万年。在2007年国际极地年期间，科学家希望从这个神秘的不为人知的世界里发现一些亮点。他们面临的其中一个大疑团是，在南极这个被冰雪封冻的大陆下，被封冻在一处大约是约克郡面积的两倍的地面下的超级巨湖里是否有生命存在？

    这个湖名叫沃斯托克湖，被封冻在4000米厚的冰层下，它是俄罗斯科考站在30多年前发现的，但直到20世纪90年代初期才通过人造卫星和地震测量法证明它的存在。直到这时，它那广阔的面积才成为众所周知的事情。沃斯托克湖比安大略湖的面积更加广阔，据估计它大约有500米深。它是如此庞大，打个比方，它可以源源不断地为伦敦提供5000年全部人口的淡水！但是沃斯托克湖最最有趣的一方面却是，从它被埋入地下的那一天开始算起，它似乎已经与外界隔绝至少1500万年了。

    沃斯托克湖是目前已知的被覆盖在南极洲庞大冰盖下的150个冰下湖中的一个，但它是目前已知的最大淡水湖，科学家对它产生了非常浓厚的兴趣，希望从它身上发现一些南极未知生命的秘密。南极东部这块世界最大冰层产生的巨大压力使沃斯托克湖免遭冻结。据猜测，仅是巨大冰层底部的湖表面几米的地方被冻结，冰盖下这层冰被称为积冰。厚厚的冰盖让日光无法射进湖中，因此湖中的任何生命要想在这个漆黑的世界中生存，必须借助一系列化学能量。

    科学家认为，湖底排放的地热可能为湖里的微生物提供了热能。但是没有来自湖中的直接样本，这些都只是一种猜测。说来也巧，这口湖就静静地躺在俄罗斯科考站的所在地沃斯托克。这座科考基地是在冷战期间建立的。在它建立很久后苏联科学家才意识到这口湖的存在。凑巧的是沃斯托克科考站也是地球上最冷的地方，冬天的温度可降至零下80℃。

    很多年以前，俄罗斯科学家就开始利用一种可造成污染的方法钻穿湖上的冰层，这些方法包括向钻孔中填充煤油以防止它再次冻结（煤油的凝结点比水低）。8年前，这些科学家钻到离液态水还差几米的地方，在钻头碰到冰层下的积冰时，他们终止了钻孔活动。

    他们的行为可以理解，因为他们和其他南极科学家都担心钻孔过程中的煤油和任何来自未经消毒的钻孔设备的细菌都有可能污染这个大湖。对积冰样本的分析显示，有微生物生命存在的迹象。但这些发现还未被证实。在8年的间歇后，来自俄罗斯和法国的一支科考队再次利用一种不同的方法——用消过毒的“液体缓冲器”钻孔。这种液体比煤油更重，这种方法的设计目的是使这种液体沉到钻孔底部，防止污染湖水。

    科学家希望在明年钻透最后几米积冰，从表面取出固态样本，对微生物生命进行测验。这是一个具有挑战性的计划，但并不是所有的人都对这项工作感到满意。英国南极调查局的科学家柯南·埃利斯·埃文斯说道：“在南极工作要遵循的第一条原则是这项工作是否会给南极洲的任何事物带来破坏，目前这项工作就会。他们说他们的方法将不会污染这口湖，但这是任何一项工作都妄想实现的目标。”

    然而，还有另一个原因可以说明有关这个钻探计划为什么不是一个好主意。对沃斯托克湖提出的基本假设是它已经与其他生物圈隔离了数百万年。假如这样的话，在以前的很长一段时期内这个湖中的任何生命都在一个比其他已知微生物所处的更孤立的环境中慢慢进化。但英国科学家在去年发现，南极洲的地下湖并不是孤立的，它们通过江河网络彼此连接，因此可能与其他生物圈有联系。人们除了对是否这口湖中的生命是在孤立环境中进化存在疑问外，他们还不得不对是否会因为一口湖的灾祸而使整个水域网络受到污染问题予以考虑。

    由伦敦大学学院的邓肯·温汉姆博士领导的一个科研组发现，在南极的像泰晤士河一般大的地下河可能有好几百千米长，它们在这些冰层下从一个湖流向另一个湖。他说：“以前认为在冰下运动的水的流速非常慢，但是这个最新数据显示，这些冰层下的大湖常常会像香槟酒喷出一样快速奔流。喷涌而出的水会流向很远的地方。”

    这个英国科研组包括来自英国自然环境研究理事会极地观测和模型中心的研究员。他们在观测中发现南极洲地下河地区的冰层表面下沉，其他地方的冰层隆起。这种变化显然是由冰层下面巨大体积的水流在突然和急速的运动时造成的。

    温汉姆博士解释说：“这些湖就像绳子上的一串珠子，这里的湖都是由一根线连着的珠子。通常，这一串湖间的流动很缓慢。然而，如果其中一口湖所承受的压力超过限度，汹涌的洪水就会突然注入这条线上的另一口湖中。一旦这根‘锁链’开始流动，它上面的冰层就会很快被溶掉，这将是个无法控制的局面。是否紧接着会在这条线上发生连锁反应，或者是否不久后这些湖会从这里消失也是一个我们至今还不知道答案的至关重要的问题。”

    这一新发现也引出了一些新问题，如利用无法保证无菌的设备钻穿沃斯托克湖。像温汉姆博士所说：“这种做法可能会引入新的微生物。我们的数据显示，任何污染都不只局限在一口湖中，而是随着时间的流逝逐渐延伸到整个江河网络中。我们曾经只将这些湖看做孤立的生物学实验室，现在我们必须重新考虑一下了。”

    神秘的海底磁性条带

    19世纪末，著名物理学家居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度称作“居里点”。

    在地球上，岩石在成岩过程中受到地磁场的磁化作用，获得微弱磁性，并且被磁化的岩石的磁场与地磁场是一致的。换句话说，就是无论地磁场怎样改换方向，只要它的温度不高于“居里点”，岩石的磁性是不会改变的。根据这个道理，只要测出岩石的磁性，自然能推测出当时的地磁方向。这就是在地学研究中人们常说的化石磁性。在此基础之上，科学家利用化石磁性的原理研究地球演化历史的地磁场变化规律，即古地磁学。为了寻找大陆漂移说的新证据，科学家把古地磁学引入海洋地质领域，并取得了令人鼓舞的成绩。

    第二次世界大战之后，科学家使用高灵敏度的磁力探测仪，在大西洋洋中脊上的海面进行古地磁调查。之后，人们又使用磁力仪等仪器，以密集测线方式对太平洋进行古地磁测量。两次调查的资料使人们惊奇地发现，在大洋底部存在着等磁力线条带，而且呈南北向平行于大西洋中脊中轴线的两侧，磁性正负相间。每条磁力线条带长约数百千米，宽度在数十千米至上百千米之间不等。海底磁性条带的发现，成为20世纪地学研究的一大奇迹。

    1963年，英国剑桥大学的一位年轻学者F.J.瓦因和他的老师D.H.马修斯提出，如果“海底扩张”曾经发生过，那么大洋中脊上涌的熔岩在其凝固后应当保留当时地球磁场的磁化方向。也就是说在洋脊两侧的海底应该有磁化情况相同的磁性条带存在。当地球磁场发生反转时，磁性条带的极性也应该发生反转，磁性条带的宽度可以作为两次反转时间的度量标准。这个大胆的假说，很快就被证实了。人们在太平洋、大西洋、印度洋都找到了同样对称的磁性条带。不仅如此，科学家还计算出在7600万年中，地球曾发生过171次反转现象。

    研究还发现，地球磁场两次反转之间的时间最长周期约为300万年，最短的周期约为5万年，两次反转的平均周期约为42万～48万年。目前，地球的磁场方向已保留70万年了，所以，人们预感到一个新的磁场变化可能正在向我们靠近。

    对于海底磁性条带的研究仍在继续之中，许多问题仍找不到令人满意的答案。例如，对于地球磁场为什么要来回反转这个最基本的问题，就无法解释清楚。尽管科学家们提出过种种假说，但其真正的原因还是不清楚的。也就是说，地球发生磁场转向的内在规律之谜，有待于科学家们去继续探索。

    深海“黑烟囱”之谜

    截至9月14日，执行我国首次环球大洋科学考察任务的“大洋一号”远赴深海已有160多天。此次考察首次获得大量深海热液喷口附近的硫化物与沉积物样品，不仅为研究地球科学及极端环境下的生命科学提供了宝贵的第一手资料，也表明我国多学科大洋考察正与世界海洋科学接轨。

    “热液硫化物”主要出现在2000米水深的大洋中脊和断裂活动带上，是一种含有铜、锌、铅、金、银等多种元素的重要矿产资源，对于它的生成原因，海洋科学家们经过实地考察后认为：“热液硫化物”是海水侵入海底裂缝，受地壳深处热源加热，熔解地壳内的多种金属化合物，再从洋底喷出的烟雾状的喷发物冷凝而成的，被形象地称为“黑烟囱”。这些亿万年前生长在海底的“黑烟囱”不仅能喷“金”吐“银”，形成海底矿藏，具有良好的开发远景，而且很可能和生命起源有关，具有巨大的生物医药价值。

    “黑烟囱”是耸立在海底的硫化堆积物，呈上细下粗的圆筒状，因形似烟囱状，所以被科学家形象地称为“黑烟囱”。它们的直径从几厘米到2米，高度从几厘米到50米不等。位于海底的“黑烟囱”堆积群及其堆积物有点像教堂或庙宇建筑的复杂尖顶，规模较大的堆积物体积可以达到体育馆大小，甚至更大。

    专家们认为，海底“黑烟囱＂的形成过程很复杂，它与矿液和海水成分、温度间存在的差异有关。由于新生大洋地壳或海底裂谷地壳的温度较高，海水沿裂隙向下渗透可达几千米，在地壳深部加热升温后，淋滤并溶解岩石中的多种金属元素，又沿着裂隙对流上升并喷发。它们刚喷出时为澄清的溶液，与周围的海水混合后很快变成“黑烟”并在海底及其浅部通道内堆积成硫化物。

    目前科学家已经在各大洋的150多处地方发现了“黑烟囱”区，它们主要集中于新生的大洋地壳上，如大洋中脊和弧后盆地扩张中心的位置上。2003年“大洋一号”开展了我国首次专门的海底热液硫化物调查工作，拉开了进军大洋海底多金属硫化物领域的序幕。经过长期不懈的“追踪”，终于发现了完整的古海底“黑烟囱”，它们的地质年龄初步判断为14.3亿“岁”。这不仅进一步了解了大洋深处海底热液多金属硫化物的分布情况和资源状况，也为地球科学从理论上有一个新的质的飞跃做了铺垫。

    在这些炽热的“黑烟囱”周围活跃着一个崭新的生物群落——热水生物，比如长达3米而无消化器官，全靠硫细菌提供营养的蠕虫；特殊的瓣鳃类、螃蟹类。它们的存在说明地球上不仅有人们所习惯的在常温和有光的环境下通过光合作用生产有机质的“有光食物链”，还存在着依靠地球内源能量即地热支持，在深海黑暗和高温高压的环境下，通过化合作用生产有机质的“黑暗食物链”。这条“黑暗食物链”构成了繁荣的深海生物圈。换言之，因为生活在海洋深处，阳光无法照射到那里，它们不能依靠光合作用来合成生命物质，只能通过自身的化学反应合成生命物质来生存。

    在这里，海水的水温高达350℃，生物生活在既无氧也无光的高温高压环境下，依靠氧化大量有毒有害的硫化物获得生命的能量。这种生存环境，很类似地球早期环境的极端高温环境：热泉水温高达350℃、周围水温为2℃、水深2000～3000千米、缺氧、遍布还原性的有毒气体和金属离子。

    一些生物基因组的研究还发现，这里的生物非常原始，接近所有生命的共同祖先。科学家们为此提出，生命莫非就是起源于这些“黑烟囱”的周围物质？

    另外，海底“黑烟囱”周围生物的多样性和生物密度也可与热带雨林相媲美。目前新发现的生物种类已经达到了10个门类500多个种属。这个发现也同样令人兴奋。

    同时科学家们已对生存在深海高温下的细菌进行开发、利用，着手提取新型的生物酶，进行新医药和洗涤剂的实验。

    这些“黑烟囱”不但为大量深海生物生存提供了生存环境，它们还能在短时间内为人类提供所需要的宝贵矿物。

    “黑烟囱”喷出的炽热溶液里富含铜、铁、硫、锌，还有少量的铅、银、金、钴等金属和其他一些微量元素。当这些热液与4℃的海水混合后，原来无色透明的溶液就成了黑色的金属硫化物溶液。

    这些物质往上跑不了多高，就会像天女散花般地从烟柱顶端四散落下，沉积于烟囱的周围，从而形成含量很高的矿物堆。这一过程历经的时间很短，一般来说，从一个“黑烟囱”开始喷发到最终“死亡”，只要十几年到几十年，不过在这么短的时间里，它却可以累积造矿近百吨。

    与此相比，现在人类开采的石油、煤、铁等矿产，则经历了更长的历史，大多要若干万年才能成矿。而“黑烟囱”通过化学作用来造矿，就大大地缩短了成矿的时间。而且这种矿基本没有土、石等杂质，都是些含量很高的多种金属的化合物，稍加分解处理就可以利用。

    科学家为我们描述了这样一幅非常生动形象的“海底图画”：全球大洋底长达4万千米的大洋中脊首尾相接，其上不断有浓密的黑烟（热液）喷发，形成了无数的金属硫化物“黑烟囱”，然后它们又不断地生长坍塌，形成了海底矿床；在海底火山口处有钴结壳；广袤的海底盆地也大量地分布着许多金属结核。

    现代海底“黑烟囱”及其硫化物矿产的发现，是全球海洋地质调查近10年中取得的最重要的科学成就之一。近些年来，海底热液活动及其多金属硫化物、生物资源之所以为国际社会常年关注，成为国际科学前沿的课题，主要是基于其科学意义和资源潜力。人类经过二十多年不懈的调查研究，对大洋底多金属硫化物的了解还只是初步的。两组数据可以说明这一点，一是60000千米的大洋中脊，人类只对其中的5％有相应的了解；二是截至目前，人类在全球发现的海底热液硫化物分布区不超过200处。很显然，许多海域还有待于人类更深入的探索和研究。

    海底锰结核成因之谜

    海底锰结核是由英国人首先发现的。1873年2月18日，英国“挑战者＂号考察船来到加那利群岛西南约300千米的海面进行海底取样调查，结果从海底捞上来几块像黑煤球的硬块。船上的几位科学家谁都没有见过这种黑色的卵石块。后来，这些“黑卵石块”被送回英国，经过化验分析，才知道它不是化石，而是含有大量锰、铁、铜、镍、钴等元素的矿石。后来，人们给这种矿石起名叫“大洋锰结核”或“大洋多金属结核”等。由于锰结核矿大量存在于世界各大洋之中，是海洋中最有价值的矿产，所以进入20世纪70年代后，世界上有条件的海洋国家，投以巨资，对大洋锰结核矿进行调查，研究其开发的可能性。

    尽管人们已经花了大量的人力和物力去研究海底锰结核，然而大洋锰结核的成因之谜仍未解开。科学家提出种种成因假说，但是每种假说都有其不够完善的地方。

    关于锰结核成因问题的研究，主要是围绕着三个问题进行：什么是锰结核构成元素的供给源？锰结核的沉积地点是怎样形成的？锰结核的生长机理是什么？

    关于锰结核的金属供应源问题，科学家提出四种方式：一是大陆或岛屿上岩石风化后分解出了金属离子，被风或是河流带人海洋。二是海底火山、海底风化和水溶液可以为锰结核提供所需的金属元素。三是海水本身是盐类溶液，它可能是最重要的金属元素供应源。四是宇宙尘埃等外空物质也能形成锰结核的元素供给源，尽管它的数量不大。

    这些元素通过各种渠道和不同的搬运方式，来到具备形成锰结核的“核”上，经过漫长的岁月，形成了结核，最后形成大小不等的锰结核。在研究这些金属元素的搬运方式上，科学家们没有多大的争议，大家都赞成是通过海水溶解后来到锰结核的“核”上的这一说法。

    然而，科学家对锰结核的生长机理却存在着较大的分歧。围绕着锰结构的生长机理，人们提出了种种理论模式，概括起来主要有三种。

    第一种为自生化学沉积假说，或者叫作接触氧化和沉淀说。这种观点认为，当海底的pH值增高时，氢氧化铁便会围绕一个核心进行沉淀，氢氧化铁的沉淀物可吸附锰离子，并且产生催化作用，促使二氧化锰不断生成。这种解释虽给人以启发，但是它仍有不完备的地方。

    第二种假说是生物成因说。这种理论的根据是，用扫描电子显微镜观察锰结核的表面和内部细微构造时，发现结核的表面有很多由底栖微生物形成的空管和微孔，当其形成管子时，便摄取了大量的微结核于壳内。

    第三种假说是火山活动说。这种理论认为，火山爆发喷发出大量气体，在气体从熔岩中析出的过程中，伴随着大量的锰、铁、铜及其他微量金属。这些微量金属进入海水中后，沉淀出铁的含水氧化物，使锰和其他金属经过氧化富集、沉淀，形成锰结核矿。对于这种假说，有人提出：很多非火山活动海域内也发现大量的锰结核，这又该如何解释呢？

    平顶海山是怎么形成的

    太平洋的中部与西部，即夏威夷群岛、加罗林群岛、马绍尔群岛和斐济群岛一带的深海底部，有一座座奇异的海山，它们的顶部像被截掉了一样，都是非常平坦的，被称为“平顶海山”。这种海山除太平洋外，大西洋和印度洋中也存在，或是孤耸于海底，或是成群出现。平坦的顶部为圆形或椭圆形，直径一般从几百米至二三十千米，顶部离海面最浅为400米，最深2000米，平均为1300米。其顶部如此平坦，原因何在？

    一些科学家从平顶海山的顶部打捞到圆形的玄武岩块，它们是火山顶的原有形状。因此，有人认为它们可能是一座座海底火山，顶部是火山口，被火山灰等物质填平了，所以呈现为平顶。

    20世纪50年代，从太平洋西南的平顶海山顶部打捞出6种造礁珊瑚、厚壳蛤以及层孔虫等生物化石。此后在太平洋中部也有类似的发现。这表明平顶海山顶部过去有过珊瑚礁发育。造礁珊瑚要求生活在有光照的水体里，因而其生存最大水深在50米左右。

    可见，曾有一段时间海山顶部的水深不超过50米。由于此时海山顶部离海面近，风浪就有可能将其削平，并在其上发育造礁珊瑚。后来，海山下沉，沉到水深400米以下的地方，所以平顶海山上就残留着以前发育的造礁珊瑚和其他喜礁生物。

    但是美国一些科学家指出，海山不一定发生过上升或下降，而是在冰川时期，海平面大幅度下降，使海山顶部露出海面被风浪削平。但海平面能否下降几百米以至几千米，目前还没有可靠证据。况且，有的平顶海山顶部宽达40～55千米，说它被风浪削平，似乎令人难以置信。

    还有的学家认为，太平洋的平顶海山位于一片原来隆起的地壳上，致使海山顶部接近海面，被风浪削平。尔后，整个隆起下沉，便形成今日平顶海山的面貌。但这个隆起地壳是否存在，也无法被证实。

    海滩古井之谜

    1962年夏天，一位到海边捞虾的青年发现南澳海滩上有一口水井，并在井口四角的石缝中捡到四枚宋代铜钱，分别镌刻有“圣宋元宝”“政和通宝”“淳熙元宝”“嘉定通宝”的字样。这是海滩古井在中华人民共和国成立后第一次被发现。

    这口古井是用花岗岩条石砌成的，呈正方形，口径约l米，深约1.2米。在这样一片连接浩瀚大海的海滩上，怎么会有这样一口古井呢？更加令人不解的是：尽管古井常常被海浪、海沙淹没，一旦显露，井水便奔涌不息；尽管四周是又咸又苦的海水，涌出的井水却清澈纯净、清甜爽口。

    经有关专家考察分析，发现古井所处的海滩原是滨海坡地，后因陆地不断下沉形成海滩，古井也就被海沙吞没了。被厚沙覆盖的古井，一般难以被人察觉，但当特大海潮袭来，惊涛骇浪卷走大量沙层时，它便会裸露出来。这种井露现象，继1962年夏天之后在1969年7月、1978年10月和1981年9月均发生过，而且都是在强台风掀起的罕见大潮后出现的。

    据有关资料和当地许多人回忆几次井露的不同位置和形状来看，古井不止一个。事实上当地也曾传闻，说是当年挖筑过“龙井”“虎井”和“马槽”三口井。据分析，1981年9月显露的是“马槽”井，现在已被南澳县人民政府列为县级重点文物加以保护。

    众所周知，沿海的滩地多为盐碱地，地下水因海水内浸，多半为咸水或半咸水，不能灌溉庄稼，更不能饮用。但南澳岛上的这个海滩古井却不然，不仅井泉喷涌，而且水质清甜，即使把苦咸的海水倒人古井，隔一会儿，井水依然纯净清甜。

    因为古井水比当地自来水还纯净，所以每当古井出现时，本县乃至潮汕、广州等地许多人不辞辛苦，前来观赏和汲水，捎回家中珍藏。据说此水贮存十几年也不腐，而且水质仍旧纯净。这个谜底还有待人们去进一步研究和揭晓。

    海水会越来越咸吗

    海水为什么是咸的？它会不会随着时间的推移变得越来越咸？多少年来，人们一直没有找到一致的答案。

    海水之所以咸，是因为海水中有3.5％左右的盐。其中大部分是氯化钠，还有少量的氯化镁、硫酸钾、碳酸钙等。正是这些盐类使海水变得又苦又涩，难以入口。那么这些盐类究竟来自何方？

    有的科学家认为，地球在漫长的地质时期，刚开始形成的地表水（包括海冰）都是淡水。后来由于水流冲刷侵蚀了地表岩石，岩石中的盐分不断地溶于水中。这些水流又不断地汇成大河奔腾人海，使大海成了盐类的最后归宿。随着水分不断蒸发，盐分逐渐沉积，天长日久，盐类越积越多，于是海水就变成咸的了。这是一种“后天说”。按此说推论，随着时间的流逝，海水将会越来越咸。

    有的科学家不同意上述看法。他们认为海水一开始就是咸的，是先天就形成的。根据他们的观测研究发现，海水并没有越来越咸，海水中的盐分并没有显著的增加，只是在地球的各个地质历史时期，海水中所含盐分的比例是不同的。

    还有一些科学家认为，海水之所以是咸的，不仅有先天的原因，也有后天的原因；不仅有大陆上的盐类不断加入到海洋中去，而且在大洋底部随着海底火山喷发，海底岩浆溢出，也会不断地给海洋增加盐类。这种说法得到了大多数学家的赞同。

    也还有一些科学家以死海为例指出，尽管海洋中的盐类会越来越多，但“物极必反”，随着海水中可溶性盐类不断增加，它们之间会变成不可溶的化合物沉入海底，久而久之被海底吸收，海洋中的盐度则可能保持平衡。

    看来，这个谜还有待进一步探索。

    六大海底谜团

    地球有7l％的表面是海洋，辽阔的海洋与人类活动息息相关；海洋是水循环的起始点，又是归宿点，它对于调节气候有巨大的作用；海洋为人类提供了丰富的生物、矿产资源和廉价的运输，是人类的一个巨大的能源宝库。随着科技的进步，人类对海洋的了解正日益深入，但神秘的海洋总以其博大幽深，吸引着人们对它的思索。

    谜团一：太平洋洋脊偏侧之谜

    从全球海底地貌图中可以看到，海底地貌最显著的特点是连绵不断的洋脊纵横贯通四大洋。根据海底扩张假说，洋脊两侧的扩张应是平衡的，大洋洋脊应位于大洋中央，但太平洋洋脊则不在太平洋中央，而偏侧于太平洋的东南部，并在加利福尼亚半岛伸入北美大陆西侧。显然，从加利福尼亚半岛至阿拉斯加这一段的火山、地震、山系等，难以用海底扩张假说解释其成因。那么，太平洋洋脊为什么偏侧一方？北美西部沿岸的山系、火山、地震等又是怎样形成的？这是有待进一步探索的问题。

    谜团二：西太平洋洋底地貌复杂之谜

    由于太平洋洋脊偏侧于东南方，在太平洋东部形成了扩张性的海底地壳：东太平洋海隆。但在太平洋中西部广阔的洋底，地貌复杂，存在着一系列的岛弧、海沟、洋底火山山脉和被洋底山脉、岛弧分隔的较小的洋盆等，看来并不完全像是由海底扩张所产生的洋底地貌，而更像是古泛大洋洋底的一部分。因为海底扩张所形成的地貌，除了海沟、岛弧、沿岸山脉外，大部分应是较为平坦的。但是对于从洋脊到海沟一定倾斜的海隆地貌，却至今还没有较公认、一致的看法。

    谜团三：北冰洋的海底扩张是否仍在继续

    北冰洋是四大洋中最小的，又存在广阔的大陆架，有人把它看成是大西洋的一部分，即大西洋北部的一个巨大的“地中海”。虽然北冰洋也存在大洋中脊：北冰洋中脊（南森海岭），但在整个北冰洋地区，火山、地震活动是很微弱的。

    有科学家曾经做过统计：从1900～1980年，北纬70°以北只发生了40次6级以上的地震。一般认为是北极厚厚的冰盖阻止了地震的发生，但也有观点认为至少还有一个原因不能忽视，即地球自转产生的偏向赤道的离心力会使地球内部的能量向中、低纬度转移，从而削弱了两极地区的活动。而在南纬70°以南的地区，从1900～1980年也只记录到1次6级以上的地震。

    一般来说，任何快速自转的天体，其两极地区的活动均会受到削弱。太阳黑子活动主要发生在南北纬35°之间，亦可能与其快速自转有关。地球作为一个快速自转的天体，北冰洋的地震和海底扩张活动就不能不受到影响，从其地震、面积、无深海沟等情况判断，北冰洋的海底扩张即使没有停止，也是非常微弱的。

    谜团四：阿留申岛弧之谜

    阿留申岛弧是地震频繁的地区之一。令人感兴趣的是，阿留申岛弧向南弯曲，这种形状似乎显示是有一种自北向南的力推动形成的，如史前冰川的推动等。另外，阿留申岛弧南侧的深海沟表明，太平洋的海底扩张对其的作用是向北推进的，但从太平洋洋脊位置来看，太平洋洋脊伸入到北美大陆，南北向偏东分布，其扩张方向应是向西偏北，而不应向北，那么，阿留申海沟是如何形成的呢？

    谜团五：无震海岭与大陆平静山系的形成

    一般认为大洋中脊是大洋地壳的诞生处，大陆边缘的山脉是海底扩张运动的结果，它们的成因可得到较完美的解释。但在各大洋中，还存在着许多无震海岭，它们与大陆内部的一些平静、古老的山系一样，仍未得到较为公认的解释。美国有人提出所谓“热点说”，试图解释无震海岭的形成，他们认为热点处火山活动的源地固定于板块之下的地幔深处，当板块移过热点上面时，随着热点处岩浆不断喷发形成火山，就可以形成一列沿着板块运动方向的火山脊或火山链，即无震海岭。

    谜团六：南北半球地震不均衡

    科学家曾对南北半球发生在1900～1980年间6级及6级以上共7936次地震做过统计，结果发现南北半球发生地震的次数是不均衡的：北半球共发生了4634次，南半球只发生了3277次，赤道发生了25次，北半球比南半球多四成以上。纵观世界火山、温泉分布图，亦可发现北半球要比南半球多，这是什么原因呢？

    由于南北半球海陆分布的不均衡特征，很容易使人联想到，海陆分布情况可能影响到地球内能的释放。我们知道，温泉、火山、地震都是地球释放内能的方式，来自地热流的研究给我们这样的启示：地热流是地球内能释放的最基本的形式，地球的内能通过地热流连续不断地经由地壳释放出来，地壳是地球内能释放的最主要障碍；由“地壳均衡假说”可知，大陆地壳远厚于大洋地壳；又据有关资料显示，大陆地壳的平均厚度为35千米，海洋地壳的平均厚度仅为6千米。

    不难想象，地球的内能通过大陆地壳要比通过海洋地壳困难得多。由于北半球大陆板块面积比南半球要大，而南半球的大洋板块面积比北半球的要大，因此，北半球的内能更多地受阻于大陆板块，通过地热流释放出来的内能就要比南半球少一些，这些受阻的内能在大陆板块下面积聚，并在地球自转的作用下向中低纬转移，当这些能量积聚到一定的程度，就可能冲破地壳，在一些地壳较薄弱的地带（如板块边缘）以火山、地震等形式释放出来。在一个较长的时期内，南北半球各自释放的总内能应趋于均衡，即北半球通过地热流、温泉、火山、地震等形式释放出来的内能近似等于南半球通过地热流、温泉、火山、地震等形式释放出来的内能。由于北半球通过地热流释放的内能要比南半球少，其累积的能量就通过火山、地震、地热等活动释放出来。这就是北半球为什么比南半球多火山、地震的原因。

    不过，这种理论并不被地质学界所普遍接受，仍然有太多的疑问需要进一步的研究方能真正解释。

    大西洋中脊之谜

    仅次于太平洋的世界第二大洋——大西洋，是古罗马人根据非洲西北部的阿特拉斯山脉命名的。大西洋也是最年轻的海洋，它是由大陆漂移引起美洲大陆与欧洲和非洲大陆分离后而形成的。虽然现在还没有足够的证据证明，大西洋早在l亿～1.2亿年前就已存在，但大多数科学家都承认，美洲大陆是在近2亿年内随着大陆漂移才开始与欧洲和非洲大陆分离的。分离的中心点位于冰岛北部的某处，所以这些大陆的边缘如同一把张开的大剪刀的刀刃；分离的中央是大西洋海岭，它是地球上最大的海底山脉——大西洋中脊的一部分。

    大西洋中脊绵亘7万多千米，宽约1500千米，它穿过了所有海盆。大西洋海岭又是世界大洋中脊中比较典型的部分。它最明显的特点就是高度变化幅度大，从深海平原开始，海岭逐渐升高，形成了崎岖不平和有大断裂的海底山峰，峰巅距水面约1800米，距海底约1000～3000米。沿海岭中轴有一条很深的裂谷，谷底比侧峰低约1800米，宽约21～48千米，这个裂谷是大西洋海底两侧的分裂带。

    很早以前，有经验的航海家横渡大西洋时，就感觉到大西洋中部似乎有一条平行于子午线的水下山脊。随着深海测量技术的发展和海洋地质工作者的不断深入探索，人们已经证实了这条巨大的大西洋中脊的存在。

    著名的大西洋中脊自北部的冰岛起，至南部的布维岛止，长约15000千米，巍然耸立于洋底，山脉走向也与两岸轮廓一致，呈“S”形，距东西两岸距离几乎相等。故因其位置居中，得名“中脊”。

    大西洋中脊平均高出海底2000米左右，有的地方高出4000米，部分地方甚至高出海面成为岛屿，如冰岛、亚速尔群岛、圣赫勒拿岛、圣帕维尔岛、阿森岛和特里斯坦一达库尼亚群岛等，并常构成火山岛。像亚速尔群岛、加拿列群岛等都发现有活火山活动，沃兹涅先尼亚群岛和冰岛也是由火山构成的。例如，1957年9月27日，亚速尔群岛的法亚尔岛上的居民发现了一种奇怪的海浪，接着看到水中升起一根巨大的蒸气柱，强烈的震动开始了，震撼着整座岛屿，被称作卡皮利纽斯的水下火山就这样喷发了。这一夜之间，在原来水深50米的地方，由火山喷出物突出海面形成一座山丘，这块新的陆地已高出水面115米。火山喷发口的地壳好像在喘息，致使新形成的岛屿随之上起下落，到第81天，从火山口向海里流出一条条熔岩的火河。

    1963年11月14日，在冰岛以南的大西洋中，渔民们发现海面上升起一团团浓烟，接着水中不断抛出石块，10天之后，形成一座长900米、宽650米、高出海面100米的岛屿，这座新岛屿被命名为苏尔特塞岛。这次造岛活动持续一年半之久，到1965年春季才结束。

    据调查，仅在与大西洋中脊断裂带相联系的冰岛，就拥有200多座活火山。资料表明，从17世纪至19世纪，亚速尔群岛上至少已观察到7次火山喷发，并多数形成新的岛屿。由于火山喷发而产生的疏松物很难抵御凶猛的海浪冲击，因而人们看到的新岛屿，常常是上部已被珊瑚堆积的平顶海山。

    大西洋中脊另一个引人注目的特点是，沿着中脊的轴部，有一个纵向的中央裂谷。它把脊岭从中间劈开，像尖刀一样插入洋脊中央。经“无畏”号和“发现”号考察船证实，断裂谷深度在3250～4000米之间，宽9000米。大裂谷中央完全没有或者只有薄层沉积物，表明这个区域的洋底是由新形成的岩石构成的。曾两次潜入大西洋中脊裂谷的海尔茨勒说：“我的印象是，海底就像一个来回游荡并捣毁着的大力士，而且很明显它是一个正在忙着制造地震和火山的可怕的地方。”

    科学家通过潜水器的窗孔，看到了一些人类从未见过的景象，如一些洋底基岩就像一个巨大的破鸡蛋，其流出的蛋黄则像刚流出来就被冷凝似的（一团团岩浆从地球深处被挤上来，当它和极冷的海水接触时，很快就在它的周围凝成一层外壳。后来外壳破了，里面的熔融体就流出来形成这种外观）。

    潜水器里的科学家还看到裂谷底面有许多很深的裂隙，见到一块块玻璃状外壳，还有长在熔岩上面的像蘑菇盖般的岩石以及各种奇形怪状的巨大熔岩体。它们有的像一条钢管，有的像一块薄板，有的像绳子或圆锥体，有的像一卷卷棉纱或像被挤出来的牙膏。

    1973年8月，“阿基米德”号深海潜水器曾对正在升起的一座“维纳斯”火山进行了探查，对所采的海底岩石样品进行年龄测定，发现其年龄尚不到l万年，这证明它是大裂谷底部最年轻的岩石。这个事实告诉我们，新涌上来的岩浆曾在这个裂谷的正中央形成新的地壳。

    1974年，就在上述潜水器观察过的附近，科学家从583米深处的熔岩层中采取岩心样品。有意思的是，在大洋玄武岩基底上的沉积物的年代，竟随它距大西洋中脊轴线距离的增加而变老；每一钻探点洋底以下的沉积物的年代，又随深度的增加而增加。因此，深海钻探资料明确支持这样的观点：南大西洋洋底自6500万年以来，一直以平均每年4厘米的速度向两侧分离开来。

    大西洋中脊裂谷的两边有许多很深的峡谷，这些破裂带成直角切过这条洋脊裂谷。千百万年来，大陆的漂移扩散，就是循着这些横向破裂带移动着的。因此，大西洋中脊是现代地壳最活跃的地带，那里经常发生岩浆上升、地震和火山活动，水平断裂广布。

    它们是怎样生成的呢？科学家们认为，大西洋中脊是新地壳产生地带，洋脊高峰被一个中谷分成两排峰脊，而中谷是地壳张裂的结果，地壳以下的熔融岩浆沿着裂谷上升，凝结成新地壳，这些新地壳不断产生，把老的条带向两旁推移。这样就使得大洋底岩石的年龄离洋脊愈近愈年轻，愈远就愈老。大地磁异常条带在洋脊两侧也呈有规律的排列。但是在大洋中脊两旁海底扩张的速度不一定全部相等，甚至有时一边扩张，另一边相对不动。

    现在，虽然再也没有人认为大西洋中脊的形成是“莫名其妙”的了。但对于它的许多问题，特别是大西洋中脊的岩石如何能沿水平方向推移开去构成新的洋底等一系列根本性质的问题，仍有许多争论。21世纪在期待着更有说服力的答案。

    神秘的海洋大漩涡

    在埃德加·爱伦坡的短篇小说中，描述了挪威海岸一个悬崖边的强大的漩涡。书中是这样说的：漩涡的边缘是一个巨大的发出微光的飞沫带，但是并没有一个飞沫滑入令人恐怖的巨大漏斗的口中，这个巨大漏斗的内部，在目力所及的范围内，是一个光滑的、闪光的黑玉色水墙，这个巨大的水墙以大约45°向地平线倾斜。它在飞速地旋转，速度快得使人感到目眩，并不停地摇摆，在空气中发出一种令人惊骇的声响，这种声响半是尖叫，半是咆哮。

    澳大利亚的海洋学家3月14日宣布，他们发现了一个如同爱伦坡在小说中所描写的那样的一个巨大冷水漩涡，只是没有书中描写的那样陡峭或移动得那么快。除此之外，几乎没有什么两样。这个旋风位于距悉尼96千米处，直径长达200千米，深1千米。它正在剧烈旋转，产生的巨大能量将海平面几乎削低了1米，改变了这个地区主要的洋流结构。它携带的水量超过了250条世界第一大河——亚马孙河的水量！

    澳大利亚联邦科学与工业研究组织称，这个漩涡的力量非常大，它所携带的能量将电影《海底总动员》中时常出现的那种主要洋流推向更远的海域，幸运的是，到目前为止这个剧烈的漩涡还没有影响到船运。

    暴风不太可能产生这样的影响，但科学家需要迫切地知道接下来会发生什么，因为在漩涡的背后是一种洋流紊乱现象，这是当代最难以解答的科学难题之一。伟大的量子物理学家沃纳海森堡说：“临终前，当躺在床榻上，我想上帝会为第一个问题给出答案。”

    在全世界都会看到海洋漩涡的身影，在自然界中它们是一种正常的现象。当不同的水流相遇时便会产生漩涡，和它们的近亲空气漩涡以及太阳与风的共同作用，这些海洋漩涡在影响天气的过程中扮演了异常重要的角色。它们将一个天气系统中的能量转移到另一个天气系统中。

    海洋漩涡主要受海洋的涨潮和退潮控制，此外它们还遵从一些数学规则，但并非所有的规则。科学家对这些海洋漩涡只能进行部分预测，它们是剧烈混乱产生的现象，但也展示出具有某种结构、节奏以及其他与秩序有关的特征。海洋漩涡从不会重复自己，所以对它们的行为进行统计无法完全解决问题。当年，美国人想通过把40年英吉利海峡的天气数据平均一下，用这种方法预测诺曼底登陆那天的天气情况，结果犯了大错。最后还是英国和挪威的预测专家利用取样预测法拯救了他们。

    海洋漩涡虽然不能被形容为自然界中的一个反复无常的奇异现象，但像悉尼附近海域这么巨大的海洋漩涡，在不可预见的天气事件中尤其是在“厄尔尼诺”反常气候现象中，在秘鲁的大雨到堪萨斯的干旱中都扮演着非常重要的角色。

    海洋漩涡是不同来源的水流交汇导致的，这些水流有各自不同的温度和流速。当不同的水流撞击在一起时会产生不可预见的后果。这种不可预知性与二氧化碳和甲烷气体的排放导致的不稳定性有关，这种不稳定性反过来导致了更加无法预测的水流的混合。收集到其中所有的变量并进行数学计算令科学家大费脑筋。他们正在努力弄清的一件事情是：如何理解海洋漩涡中一致和非一致运动之间的关系。这个关系是如何预测漩涡中的一个关键性因素。

    悉尼海洋大漩涡令人困惑的是，它在不断改变。当你从一个视角或在一个特定的时间段观察时，它似乎很平静；但当从另一个地方或其他时间观察时它又会变得非常狂暴。如果在它上面航行时，水面看起来似乎很平静，但却会使巨轮发生晃动。悉尼海洋大漩涡可能很快会丧失它的能量，巨大的海洋漩涡通常会持续大约一周时间，但有一些可能会持续一个月之久。它们不会停息下来，而是通过将小漩涡吸入它们之中使能量发生转移。

    科学家说，能量不断上下发生运动，就好像一个不断旋转的楼梯。水和空气中的漩涡存在分子的混沌运动，这样的运动一直延伸到大气的边缘，在星际空间的流动中也存在这种神秘的混沌运动。科学家已经在恒星的尾迹中发现了漩涡的存在。自从卫星时代以来，人们才真正有可能对漩涡进行全面的观察，为此所要做的就是要综合研究不同的信息。这也是为什么那些关心股票市场上巨大资金流动的人会紧密追随与漩涡有关的科学的原因。

    探索赤道潜流的奥秘

    1951年，美国年轻的海洋学家克伦威尔和他的同事在太平洋的赤道海域进行鲔鱼生活习性及环境条件的考察研究。考察的方式并不复杂，就是把玻璃浮子穿在一起，布放在16～20千米长的海面上，每个玻璃浮子下面，挂上铅锤和若干鱼钩。白天放下去，晚上收回来。按照一般的常识，既然海流是向西流动的，布下的钓鱼工具自然应当向西漂才对。然而，令人不解的事情发生了。克伦威尔布放的沉到海面下的钓具一反常规，竟一个个向海流的反方向漂着。细心的克伦威尔以为自己没有放好钓具，收起来后又重新布放，结果还是一样的。漂浮在海面的小船受海流影响，向西漂着，而沉入海中的钓具却向东漂去。这是怎么回事呢？

    经过大量的资料对比，他断定，在赤道海域的表层海流之下，存在着一股像湾流那样巨大而稳定的逆向海流。这就是赤道潜流。经过各国海洋学家的艰苦努力，最终查明赤道潜流在三大洋中都存在。

    它的表现形式是，沿赤道方向由西向东流动，横越三大洋。其范围是北纬2°到南纬2°之间的海域内，形成一股与赤道对称的狭窄海流。它的垂直厚度在200～300米，全年流速稳定。

    虽然人们对赤道潜流已经有了初步认识，但是仍然有不少问题有待人们去探索。例如，人们在赤道以南约南纬6°～8°之间，曾多次发现另外一股与赤道潜流平行的潜流，也为逆向海流。这股海流和赤道潜流又是何种关系？

    另外，赤道潜流与表层风海流的能量转换关系是如何进行的？这些问题都有待于人们去重新认识。

    赤道潜流对热能量的储存及对全球气候的影响机制，以及它与西部边界流的能量转换关系，这些也都是摆在海洋学家面前的难题。

    悬在头顶的大海

    马歇尔·卡尔多纳是美国著名的神秘事件研究家，多年从事各种神秘事件的调查研究工作。有一天，他闲来无事，就到附近的一家古玩店去选购古董，这时候他突然发现了一卷陈旧的手稿。这卷书稿显得破破烂烂，字迹已褪色，幸好内容还算完整。马歇尔只花了买一卷废纸的钱就把这份手稿弄到了手。回家后，他急急忙忙通读了整部手稿，没想到这里面所记录的内容竟是一位挪威渔夫的离奇经历，这让他感到非常难以置信。

    挪威位于欧洲北部，部分国土位于北极圈内，一位叫奥尔夫·亚森的渔夫和他的儿子就住在这里。一天，亚森和他的儿子乘一艘小小的机帆船向北行驶，他们计划这次行程约需1个月。航行途中，一些意想不到的事情发生了。船向北行进，气温却一天天地升高。

    一天，儿子突然指着罗盘说：“爸爸，你看，罗盘好像有点不对头。”

    亚森回头一看，罗盘突然开始指向南方，可是船仍在向北行驶。渔夫父子看看四周，看到的情形让他们惊愕得说不出话来，不知该怎么办。不知什么时候，他们头顶上的天空消失了，代之以湛蓝的海水。

    船继续行进，这时周围的环境似乎已近黄昏，他们环顾四周，上下左右都是海水。又过了一会儿，四周一片漆黑，仿佛进入了一个长夜无昼的世界。突然，他们看见了另一个太阳，也许称为“地心的太阳”更恰当些。逐渐地，周围亮如白昼，海水前方出现了陆地。他们隐约分辨出陆地上生长着绿油油的植物，甚至还有动物。很久以前，亚森父子曾听说过一个传说，在北极某处有一个世外桃源，这里气候宜人，难道这就是那个世外桃源？

    一年后，亚森父子平安地回到了故乡。他们向邻居叙述了那个国度里的情景。那里住的都是些巨人，身高大约4米；那里不仅有动物、植物和各种农作物，还有供他们使用的各种日常用具，其大小与巨人成正比；那里的1粒葡萄大得相当于1只普通的苹果。村里人没有一个相信他们的叙述，认为他们是在说梦话。

    亚森父子没有办法，只能专程前往美国，向住在洛杉矶的乔治·埃马森先生详细讲述了自己的经历。埃马森根据他们的叙述写成了这部名为《一位挪威渔夫的离奇经历》的书稿。人真的会遇上这些事情吗？挪威的北极探险家弗里乔夫·南森证实，在北冰洋底下，似乎有一个由海水形成的巨大空洞。他从1893年6月开始，在北冰洋的浮冰上生活了一年半，成为第一个踏入北纬86°41′的人。他看到了北极圈内的许多奇异现象。其中，在北冰洋的冰海中有一片“开水”，这是一片在黑沉沉的广阔冰海上的不反射天空光线的不冻海域。

    美国极地探险家霍尔早于南森20多年曾3次闯入北极进行探险。他也提及，当他的探险队一行正沿冰山前进时，在距他们大约7千米的地方出现了一片不冻海域，这片“开水”从南到北，占据了2座冰山之间的整个海峡。

    1906年，极地研究家威廉·里德根据南森和霍尔的叙述，坐着狗拉雪橇直奔北极，想去亲眼看看这片不冻海域。据他说，当他接近这片海域时，周围开始涌出团团浓雾，那片“开水”就在那浓雾笼罩下。

    里德猜测浓雾是由地球内部流出的暖空气造成的，也就是说在北极圈的某个地区肯定有一个通过地热加温并使热空气泄漏的地方。里德的假设是不是有点不可能，谁也不知道。

    海平面会持续上升吗

    闻名于世的水城威尼斯在过去的100年间下沉了23厘米。不仅如此，中国的上海、日本的新、英国的伦敦、泰国的曼谷、美国的新奥尔良、瑞典的斯德哥尔摩等都不同程度地处在缓慢持续的下沉之中。

    专家们认为，剔去城市建筑本身的沉重负荷、过多地抽汲地下水等原因，这些城市的下沉都与海平面上升有关。

    对于海平面的上升，国际地理协会提供了一份很有说服力的材料。

    由120多位地貌学家、测量学家组成的专家组利用历史地图、航海图和对海岸进行的精密测量，参考航空照片和卫星资料，对澳大利亚东海岸的90千米沙滩进行了研究。

    结果显示，在1870～1979年这100多年间，这里的海岸线后退了150米，平均每年后退1.5米。在气候变化的同时，海洋表面的升降是正常的自然现象。然而，海平面发生如此大的变化，也还有着人为的原因。

    目前，世界上许多科学家把海平面的迅速上升归因于人类过多燃烧煤和石油，使大气中的二氧化碳剧增从而产生的“温室效应”。

    按照这种理论，如果二氧化碳再成倍增长，则南极西部的冰川可能融化，其结果将使全世界的海面上升5米，进而导致世界上人口稠密、工业集中的沿海地区遭受灭顶之灾。

    还有学者指出，水体温度上升，促使海水蒸发，一部分水由水体进人大气层，还可能导致海平面下降。

    另一方面，由于大量的水汽和尘埃的存在，会使大气中云量增多，从而将普遍导致全球性的降水增多。这样，冰原上的雨水补充增加，也会使水更多地积聚于两极等冰川中，也可能导致海平面下降。

    此外，还应当看到全球大中型水库等水利工程的作用，也可能会导致全球性的降温以及海平面下降。

    总之，海面是否还会继续上升，现在仍是个谜。

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