人与自然 系列丛书-第67部分

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于生命来说，水比阳光更重要。而在茫茫星空中飞行的宇航员，也唯独见到地球身披湛蓝色的外衣，这湛蓝色的外衣便是环抱地球表面的海洋。于是，生命科学家更加坚定地对我们说：大海，生命的摇篮；大海，生命的汪洋，谜一般的生命从海洋中诞生。　
　　当我们运用生物进化论观点去研究生命与海洋的关系时，竟惊奇地发现：世界上的一切生物，包括我们人类，都是来自海洋。自从原始生命在海洋里诞生后，不断地进化发展，经历了这样一个进化过程：单细胞生物→鱼类→两栖类→爬行类→哺乳类直到人类的今天，在人们的身上仍然留有许多来自海洋的印记。　
　　一个很有趣的事实：人的胚胎在早期发育阶段曾有过鱼一样的鳃裂。用生物进化论来解释，就说明人类与鱼类一样，也是起源于水中，人类的远祖也曾有过可在水中呼吸的鳃，虽然在漫长的进化过程中鳃被逐渐退化了，但仍在人的胚胎早期，留下了鳃的痕迹，也就是人身上的海洋印记。　
　　谁都有过这样的亲自体会，在进食时因不慎而咬破舌头，尝到了从伤口流出来的血，是咸的滋味。这也是人身上最具特色的海洋印记。为说明人身上的血液与大洋中的纯海水有着不可分割的密切关系。俄罗斯科学家夫·弗·杰尔普戈利茨还特地对海水和血液作了对比测量，发现海水和血液中溶解的化学元素的相对含量百分比惊人的接近。在海水中：氯为55％，钠为30。6％，氧为5。6％，钾为1。1％，钙为1。2％，其他元素为6。5％（海水含盐量为3。0％～3。5％）；而在人血中；氯为49。3％，钠为30％，氧为9。9％，钾为1。8％，钙为0。8％，其他元素为8。2％（血液含盐量为1。0％）。虽然，人血的含盐度要比普通海水低一些，但比世界上最淡的波罗的海的含盐度（0。2％—0。3％）却要高许多。由此可见，人血带有咸味的这一海洋印记，今日依然十分明显。况且，科学家在地球历史考察中发现，在原始生命诞生时期，海洋中的海水并没有那么多的盐分，比之今日要低得多。之后，大陆上的盐分逐渐随水流入海洋，海水才慢慢变得咸起来。而到了鱼类进化到两栖类，并由海登陆的时候，海水也没有今天的咸度，只相当于现在人血的咸度。因而，人类的远祖在登陆时只带有当时的海中物质，并以此代代相继，保留着人类仍旧可以适合在海洋中生存的条件，为人类回归海洋这一设想提供了强有力的科学依据。




德国人制成了人工肺　
　　虽然，海洋就是人类的诞生地，是一个非常适合人类生存的良好环境，但人类真的要回归到海洋中去生活，所遇到的最大困难就是呼吸问题。美国的科幻片《大西洋底来的人》，其主人公麦克既能在“空气的海洋”里生活，又能在“海洋的空气”中生活，这样的两栖人目前是不存在的，但这绝非是作者和编导凭空杜撰出来的天方夜谭，而是要借助于科学逐步实现的理想目标。那末，人类能不能像鱼儿一样在海洋里直接呼吸呢？几年前，一位荷兰物理学家约翰·启尔斯特拉博士对这个问题进行了探索。研究结果表明，人类本来是可以呼吸海水的，因为海水不仅具有与人类血液相同的参数，而且具有相同的渗透压力，因而两者可以和平相处，井水不犯河水。一个很好的例证就是在海里溺水的人要比淹在河里的生命维持的时间要长得多，其原因在于：淡水伤害肺组织要比海水厉害许多，并很快冲淡血液致死。　
　　原来，在海中呼吸，所遇到的最大问题是从血液中排除二氧化碳，二氧化碳在水里的溶解速度要比在空气中慢6000倍。如果在海水里加上一种添加剂，能加速二氧化碳溶解，这样也许就能解决水中的呼吸问题了。　
　　令人惊喜的是这一设想已经开花结果：美国北卡罗纳州杜克大学医疗中心的一位潜水生理学家彼得·贝纳莱特博士恰巧找到了这种可供呼吸用的液体，称为过氟化碳。　
　　成功远不只于此。最近，德国的科学家运用过氟化碳原理成功地研制出了供潜水员使用的人工水肺。带上这种水肺，潜水员不必背上沉重的供氧罐，就像鱼儿一样在海水中直接呼吸。发明人之一迈克逊带着一只人工水肺试制品顺利地潜到水下30米，在水下停留了40分钟，感觉是良好的。但随着潜水深度的加大，发现仍存在一些问题，诸如感到胸闷、头晕等一些不舒服感，这说明人工水肺尚缺少调节压力的功能。尽管目前还有很多问题需要解决，但科学家们对此却信心百倍，人类回归海洋遨游的日子将为时不远了。




凡尔纳海底酒店　
　　人类真的要回归海洋，还需要有可供人们安居乐业的海底家园。早在19世纪，法国科学幻想小说家凡尔纳就有过奇妙的设想，人类将在海底营造起美丽的家园，为此，他写下了许多以海底为题材的科学幻想小说。而在今天看来，凡尔纳的部分幻想已经变成现实。　
　　美国于1993年建成的世界第一家海底酒店已为人类能在海底世界安居乐业展示了美好的前景。　
　　这家酒店取名为“凡尔纳海底酒店”，该店位于美国佛罗里达州基拉各市的浅海底，酒店最顶端离海面有9米。酒店约15米长、6米宽，在这90平方米内有客厅、卧室、厨房和浴室，能容纳6名住客。海底酒店是用金属合成材料制成的，房里安装了录像、彩电、音响、电脑、电话和微波炉等最现代化的家用电器设备。但最吸引人的还是从每个房间的窗口可以看到海里鱼类和贝类动物，如身临水晶宫。酒店内还设有一个高3米、宽6米的“潜水室”，住客可以在那里换上带水肺的潜水服，到外面探索附近海域。　
　　当然，海底酒店仅仅是表明人类可到海底世界安居乐业的雏形，人类要大规模地营造海底家园，还必须解决赖以生存的自然条件，比如供室内呼吸的空气，以及饮用的淡水和照明问题，这些还必须自给自足。科学家认为，只要解决了供电问题，其余问题都将迎刃而解。　
　　这时，海水发电同样传出了振奋人心的消息。1995年2月11日，德国波恩报道：艾勃哈特·霍伊斯勒利用压电塑料薄膜研制出一种简单海水发电系统。原来压电材料可在机械拉伸或加压的情况下产生电能。如今的新型打火机就是利用压电原理点火的。受此启发，霍伊斯勒将地毯状塑料薄膜固定在海底，另一端固定在浮子上。当薄膜受到海水压力冲击时，便产生了电能。在平静的海面下，薄膜深入数百米的水下就能产生起伏，8万平方米可生产1兆瓦电力。当然，在解决薄膜对压力的承受力之后，能到更深的海底去发电，其发电效率将会成倍增加，届时，海底家园的供电问题就可以解决了。　
　　目前，以色列计划在2010年前建造一个海底村，德国要在21世纪初营造海底公寓，日本要在21世纪内建造25000个海洋城市，美国要在下个世纪内完成环绕夏威夷的海底城堡。这种你追我赶的科学精神将使人类回归海洋即日在望。




开发海底交通　
　　海中的交通问题也早已进入了科学家们的议事日程。一种新颖的“水底无轮摩托车”已经问世，这是由英国伯明翰工程师尼恩新发明的。水底摩托只能解决海底居民的短途旅行，因而专家们认为，开设两栖型的水下列车，才是21世纪最安全、最时髦的交通工具。　
　　1993年，日本科学技术中心召集了海洋动力学家、列车专家和潜水艇专家会聚一堂，对制作出来的水下列车实物模型进行了多方位科学论证和技术探讨，并计划在3～5年内研究出可投入使用的样车，这种未来的两栖型水下列车，在陆上时速为200千米，潜入水下33米深处后的时速为80千米。　
　　列车在水中快速行驶将会遇到海水阻力、潜流、湍流以及海水对流等问题。对此，日本专家决定将列车车身借助导向轮固定在高架单轨水下铁路路基上，借助潜水艇使用的垂直和水平稳定器，使列车在深水中行驶时能够保持平稳。此外，水下列车上装有先进的线性发动机，进入水中后，单轨铁路路基上特制的带电线圈产生磁场，与列车车身上的电磁铁相互作用，从而驱动列车在水中快速行驶。　
　　美、英、法、德等国的专家也认为，水下列车的研制已无任何技术上的障碍。问题是铺设于海中的单轨高架铁路。这项工作难度颇大，谁先解决这个问题，谁将先使用水下列车。美国一旦解决了这一问题，将首先开辟从本土到夏威夷的水下列车。　
　　乘坐水中列车来到这神秘的海底世界，你将领略到海中的特有风光：海龟将从你身旁闪过，虾兵将向你迎面扑来，鱼儿在你头顶嬉水，海豚将尾随你游荡，千姿百态的珊瑚将在你的脚下飘摇，仿佛真的来到东海龙王的水晶宫，令你流连忘返。




海洋是怎样形成的　
　　如果从宇宙空间看地球，那是一个极其美丽的蓝色球体。为什么是蓝色的呢？是因为地球上大部分地方是水。据水文学家计算，地球上共有14。5亿立方公里的水，其中地表水占95％，地下水占4％其他为大气中含水不过1％。地表水98％集中在海洋里，陆地水指河流、湖泊以及冰川的水，其中储水最多的是冰川。冰川的储水量比河流湖泊多100倍。　
　　地球上这么多水是从哪里来的呢？有人看到天上下雨下雪，就以为水是从天上掉下来的，其实雨雪都是地面上的水汽蒸发到空中形成的，大气中的水汽遇冷便凝聚成水滴落下来，这就是雨。如雨滴在凝聚过程中，遇上摄氏零度以下的寒潮，落下来便是雪。雨水雪水与其说它是天上落下来的，还不如说它是地下升上去的。这决不是地球上水的来源。　
　　近些年来，人们通过对地球内部构造和物质成分详细分析研究，证实地球上的水是从地球内部岩浆中分离挤压出来的。　
　　火山喷发的时候，巨大的火柱冲向天空，高达上万米，甚至几万米，火柱扩散成乌云，弥漫天空，顿时日月无光，天昏地暗。这喷出的火柱是炽热的岩浆，而岩浆里面含着4～10％（平均7％）的水，这些水随着岩浆从地幔中冒出来当然只是水汽，冲向高空，冷聚凝缩落下来才是雨。因此火山喷发的时候，无不伴有倾盆大雨。根据现代火山活动的观测，火山喷出的气体，水气占了75％以上，数量之大，实在惊人。美国阿拉斯加州卡特迈火山区的万烟谷，有十万个喷气孔，每秒钟喷出的水气有23000立方米之多。又如1906年意大利维苏威火山喷发时喷发出来的水气柱高达13000米，持续了20多个小时。　
　　由此推测，地球上的水，主要是从100公里以下的地幔中来的。不过，30亿年以前地球表面温度极高，地壳上不可能有水，从地底下冲向高空的水，只能呈水气状态升腾飘浮在上空，又因地心引力的作用，它也不可能远离地球而去。随着水气的增加，乌云愈来愈多，愈积愈厚，阻碍了日光对地表的直接照射，地面的温度逐渐降低，岩浆便冷却下来，固化为地壳，地表温度下降到100℃以下，水气冷凝成水滴落到地面上来，当地表温度降到30℃左右，岩浆中喷出的水气99％冷凝成水滴落到地表上时，海洋也就形成了。　
　　对海洋形成的各种说法，随着科学技术的进步愈趋合理，但并不是最后的结论。美国恩格尔说过一段非常生动有趣的话，他说：“海很老，老得难以想象。不过地球本身比海洋还要老些。要概略地说明地球到底有多老，我们不妨拿地质年代和一年12个月的时间比比看。根据这个比较，假如我们说地球最初在1月形成，地壳最后于2月凝结，那么远古海洋，往早里说大概在3月产生，依据同一标准，我们可以说最初的生物在4月出现，最早的化石在5月形成，恐龙大约在12月中旬主宰一切，最早的灵长目动物在12月26日出现。而人的时代到了一年最后一周最后一天才告开始。事实上他真正脱离动物上升为人，还是第365天晚间9点43分发生的事情”。




海的颜色　
　　当你驾着宇宙飞船在万里太空遥望地球时，都会毫不含糊地作出结论，海水是蓝色的。但是如果你走近海边，用手掬起一捧，再仔细端详，它却是透明的，什么颜色也没有。是的，海水自身并无颜色，它之所以显出美丽的蓝色，是阳光反射的结果。太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色组成，它们进入海洋，浅颜色都被吸收了，剩下青、蓝等深颜色反射回来，我们见到的蓝色，便是反射回来的太阳光的颜色。说海水是蓝色的，这是一般情形。也有例外，如红海就是红色的，黄海就是黄色的，白海就是白色的，黑海就是黑色的。这又是什么原因呢？　
　　红海的颜色之所以红，是由于那里的气候和环境非常适宜一种名叫“蓝绿藻”的植物生长繁殖，而蓝绿藻的颜色既不蓝也不绿，却是呈褐红色的。当细小的红色海藻，布满了整个红海的季节，人们航行进入这个海区，无论近看远望，映入眼帘的全是红色的，就连海风卷起的巨浪，也如红绸飘舞，那真美极了。　
　　黄海的颜色是黄色的，是由于黄河曾经流入这里。黄河每年挟带16亿吨泥沙从三门峡一泻而下，这16亿吨泥沙相当整个长城的总量，这些泥沙流入海中，把大半个海陆架全染黄了，在人们眼里是一片黄，故称黄海。黄河虽已改道流入渤海，但黄海的称呼却保留至今。　
　　白海地处苏联的西北部，属北冰洋的边缘海，气候异常寒冷，全年有200多天覆盖着冰雪。纵眼望去，白茫茫一片，银装素裹，光耀夺目，那真是地地道道的白海啊！　
　　黑海是一个内陆海，四周被苏联、土耳其、保加利亚和罗马尼亚所包围，仅在它的东北部和亚速海相连接，它的西南部经由博斯普鲁斯海峡与地中海相通，整个黑海几乎成了一个孤立的海盆。黑海的颜色，远望去的确是漆黑漆黑的，就像墨汁一样。但当你捧起一掬细看，与普通海水也没有什么不同，也是一样纯净、透明的，这是什么原因呢？原来黑海有多瑙河和第聂伯河流入，海中上层是淡水，下层是咸水。你捧起的水，是纯净透明的淡水，当然与普通水一样。上层水温较高，下层水温较低；上层没有盐分，密度较小，下层盐分较多，密度很大，上下层之间形成“密度跃层”，淡水盐水互不交换。又由于黑海200米以下，严重缺氧，长年的沉积物，大多已经腐解，黑古隆冬，阳光射进去，全被吸收，所以远远看去一片漆黑。　
　　大海是平的吗？有一个专用术语叫“海平面”，事实上，即使撇开风浪潮汐诸因素，海也不可能是平的。因为地球是圆的。依附在地球表层的水也只能是圆的，但为什么还有“海平面”这个专门术语呢？因为人们对海上风浪造成的小的不平和依附地球成圆形的不平，都可以忽略不计，只就各处海水的平均高度来看，认为海是“平”的。海水的流动，跟江河不同，江河的水是高处往低处流，海流主要是风力的推动。我们讲某某山海拔多高，也就是超出海平面多高，这个“海平面”自然全世界都是同一个高度，不然就失去意义了。所以“海平面”这个术语还是管用的。　
　　然而，随着近代卫星测量技术的发展，人们终于发现自己认识上的错误，海并非平的，它和陆地一样有高低起伏，只是幅度较小，而且是在千公里的范围内逐渐变化的，单凭肉眼不易察觉出来。