《大自然寻真》

第20章  海流原动力的新探讨[17] -2

（第20章共分为2部分上传）

（第25～29章的哲学内容已在论坛第二区中的哲学版块上传，请前往阅读和评论）

20.5  赤道潜流的产生机制

       据说在赤道附近还有一种赤道潜流，那又是怎么产生的呢？在20.3、20.4中所述的，是地球在正常自转情况下所表现出来的正常海流的情况。一般人也许会认为地球自转很正常，很均匀，但实际上地球自转的速度也是不断变化着的。本书前面已经提过，“近两千年来，大约每过一百年一昼夜就要加长零点零零一六四秒” [13]。大约在４亿年前，地球上每年有400多天[12]，现在每年只有365天，可见地球比原来转慢了很多。现代精密仪器长期观测的资料也确实显示了地球自转速度在不断减慢之中。地球自转不断减慢已经是事实，不容怀疑，我们需要关心的是它所产生的影响，在此我们就要具体考虑一下它对海流的影响。

       地球赤道周长40075公里。这就是说，如果我们能站在太阳上观察地球，就会发现地球赤道上的某一固定地点的静止海水，在每24小时就要绕着地轴转动而走过约4万千米的路程，速度约0.46千米/秒。因为地球每过100年一昼夜就要加长0.00164秒，所以6万年约加长1秒。这就是说，地球不断强制自己减慢了自转速度，海水却因惯性而基本保持着原来绕地轴转动的速度。这样一来，每6万年之中，赤道附近的海水就要比同一地点的硬质海底多走过0.46公里的路程，即每年多走0.77厘米。这种隐藏的不协调的趋势无时无刻都在起着作用，长年的历史积累下去，相差的数字也是十分惊人的。另一方面，由于水、地之间有相互摩擦（或粘附）作用，海水又有连续性的性质，所以上下层的海水其实都与硬质海底相互联系在一起，因此会有一种无形的力，在不断迫使那些与硬质海底不同步的海水，逐渐自动流到硬质海底与自己绕地轴转动速度一致而不存在相对运动的平衡位置上。相对于地面自东向西流的海水会往高纬度地区靠拢，相对于地面自西向东流的海水就往低纬度地区靠拢。这也是一种自然规律，在后面谈到大气运动时将详细说到这种规律（有关流体软弹力的作用）。由于地球自转速度不断减慢而长期积累下来的，在赤道附近环绕地轴旋转而速度比硬质海底快的那些海水，当然就没办法再往更低纬度靠拢了，因此只好大家都挤到了一起，维持着比硬质海底更快绕地轴转动的速度，自西向东绕着地轴旋转着，于是就形成了赤道潜流。“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，形成一支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。”（互联网常识性资料）。也许就因上述的自然规律，才把赤道潜流挤压得如此狭窄和笔直整齐吧！由于以纬度30º附近为中心的各个环形大海流的流场，一般都是因海水的堆积上升所造成的从海面辐散向外的流场，因此这些旋转流场主要是表现在靠海面层。因为这些大型流场在赤道附近海面所表现的正好是从东到西的海流，受到这些大型环流的强大逆向阻挡作用，所以，赤道附近北纬2º到南纬2º之间，海面层的西水东流当然就不可能存在了，因此赤道潜流才真正成为海面见不到的潜流。

       总之，地球自转除了并非完全均匀稳定之外，从长期看还有着微弱的减慢趋势，这就是造成赤道潜流的重要原因。所以，我们并没有将赤道潜流归类到正常海流的范围内，而是当成一种特异海流独立分开来进行分析。

20.6  厄尔尼诺现象与海流的关系

       厄尔尼诺现象的产生是与海流密切联系在一起的。地球自转速度除了有长年的减慢趋势和年际变化之外，每隔几年还有突然显著减慢的情况。每当出现这种不均匀的变化情况时，正常的海洋环流就会发生一定的混乱，结果就产生了厄尔尼诺现象。这就是说，厄尔尼诺现象是海洋异常现象，是地转速度的异常变化使海洋环流发生异常而形成的。赤道潜流主要是隐性的地转速度异常（即长年的地转速度减慢趋势）所造成的隐性海流异常现象，而厄尔尼诺现象则是较显性的地转速度异常所引起的海洋异常现象。既然讲到海流，就把与海流有关系的厄尔尼诺现象先提一下。有关厄尔尼诺现象更多和更具体的情况，我们将在第21章再做详细介绍。

20.7  百慕大魔鬼三角的神秘与海流有关

       百慕大魔鬼三角的神秘是应该与海流密切相关的。百慕大三角指的是大西洋上的百慕大群岛、佛罗里达半岛和波多黎各岛之间的三角海域，也就是20～35ºN、60～80ºW附近海域。由于历史上曾经在此海域发生过一些舰船和飞机神秘失踪的事件，几次调查又找不到解释的理由，人们就留下了恐惧心理，便将该三角区域神秘地称为百慕大魔鬼三角。在此，我们希望能够主要用海流解释它，真正揭开其讹人的黑面纱。

       百慕大三角海域肯定存在着一些特殊的海流，它们很可能就是以往发生神秘海难的罪魁祸首。20.3、20.4所讲的是正常海流的基本面貌，20.5、20.6是指海流异常所引发的现象，但所有这些都是整个海洋一般性的海流情况。此外，在某些特殊的海域，由于海岸和海底地形的复杂，都将使一般性的海流发生一些特殊性变化，使局部海域的海流变成了特殊海流。我们在此只从地图入手来看，也可粗略看到了该三角海域的海底地形甚为复杂。具体的情况请参见彩图20.7：百慕大群岛附近有百慕大海丘，而波多黎各岛的北侧却有海沟，在经度60ºW附近又有很深的海渊，显然海底高低不平。有资料也认为这一海域地形复杂，群岛暗礁密布。当然，尽管海底地形复杂，如果海水是静止不动的，那么，对于航行也绝对不会存在什么危险。可是从图中可见，这一带海域的海流情况也是相当复杂的：安的列斯暖流在此海域做了一个180度的急拐弯流了回头；沿岸自北向南流来的寒流到了此海域就潜入海底消失了；墨西哥湾暖流有分支流到此海域与北赤道暖流相冲撞。由此可见，此海域的海流也相当活跃而复杂。

       由上所述的百慕大三角区域海底的复杂地形和海流看来，完全可以设想在海底存在有一个像大峡谷那样的地形，而且谷底有些螺旋状向外。若有一支很强的海流（或潜流）正好顺着这个峡谷顶部向着谷底方向往前流过去，那么流到谷底附近就会突然形成一个下沉的大旋涡了。此时，哪怕是大轮船，如果不觉意驶入了这个大旋涡，也将会是不由自主的了。我们还可以设想在某海底山岭的一侧存在着一个类似旅游景区的很大岩洞入口，它通到了山岭的另一侧面又有一个很大的岩洞出口，在岩洞出口处如果正好有一支很强的海流平行于海底山脉流过。由于流速大就压强小，岩洞里的海水就会从出口处源源不断被吸了出来。这样，在海水本来比较少动的岩洞入口处，也就会突然出现了一个下沉旋涡将海水源源流入洞内，这又会给过往行船造成了神秘莫测的灾难。当然，上述的两种特殊海流也并不会是全年存在着的，原因是海底峡谷和岩洞的地理位置虽然是固定的，但海流路径的地理位置却随着季节变化而变动。巧遇的时候可能在某些季节的某些天里，某个有关的洞口会出现特殊海流，但在大多数的时间里海流都不经过这里而使洞口风平浪静，所以是调查不到它们踪影的。这些特殊海流暗藏在茫茫的大海里，每年就只是那么几天偶然张开了一下大口。显然这是大自然在捉弄人，绝不会有什么“魔鬼”之类。

       除了上述的地形和海流的巧合会造成神秘的灾难之外，还有另一种可能的情况也值得考虑。那就是说，相信广阔的海洋里也有一些储量丰富的天然气矿，或者其它毒气矿藏。这些气矿有时也许就会自动溢漏出气体并上升出海面散布入大气之中。假定气体从一个较大海底面积的无数地壳小孔洞大量泄漏出了地壳并上涌到了海面。几千米深海底的小气泡，上升到海面就会变成了很大气泡。如果某海域小区里从海面至几十米深度的范围内，大气泡们竟然占据了海水容积的50% 以上的话，那末，这附近的海水就变成了气、水混合物，其比重也变成了原来的50% 以下。这时不论大小船只，如果进入此处就必将被沉没而不留痕迹了。飞得太低的飞机到了此处，也会因闯入大量的可燃气体或其它毒气区域而事故难免。当然，气体矿藏的自动漏气也可能是偶发性而已，不一定整年发生，你想调查的时候也许又是没那么巧遇。

20.8  海平面的不平坦也与海流有关

    “随着人造卫星测量技术的发展，人们发现，甚至风平浪静的海面也是坑坑洼洼的。有些地区海面凸起，有些地区海面凹陷。两者最大可以相差100多米。”；“通过卫星测量，人们发现海洋表面有三个较大的隆起区域，一个在澳大利亚东北部海区，隆起高达76米；第二个区域在北大西洋，隆起高度是68米；另一个在非洲东南部，隆起区域高为48米。另外，地球上还有三个较大的凹陷区域，一个在印度洋上，凹陷深达112米；第二个区域在加勒比海，凹陷深度为64米；第三个区域在加利福尼亚以西，凹陷深度为56米。”（互联网常识性资料）。

    为什么海平面是不平坦的呢，难道也与海流有关吗？是的，海平面的不平坦也是与海流有关的。本来大海洋连成一片，似乎应该是一碗水端平才对，为什么海平面会这样不平坦呢？初看起来似乎很怪异，但仔细一想，其实并不奇怪。如果细心观察过山坑溪流里的流水，就会明白流水在不平坦的下垫面上流动的一些规律了，其实海流的流动情况也与其有些类似。当然，如果地球是静止的，海水也都没有流动的话，那么，尽管海底也崎岖不平，海平面就肯定还是平坦的。目前的现实是有了海流，整个大海洋也就似乎变成了很多的大河流一样。海底很不平坦，最深的海沟深度达到一万米以上，倒置过来比喜马拉雅山还高。陆地上的河流会朝着低处流，海流却不会。海流的路径既是各种力相互作用的综合结果，又因海域的自由区域的形状和面积大小所决定，但海底地形高低对于主海流路径却影响不大，这就跟陆地上的河流不同。海流既可以垂直于海底山脉横跨过去，也可以像人类跨过沟渠那样跨越海底深渊。虽然海流横跨山岭和跨越海沟都会保持方向不变向前流，却必然随着海底地势的高低而上下飘动。因此，小山溪会随着底面的小崎岖不平而上下小跳动，大海流却会随着底面的大崎岖不平而上下大飘动了。

       当海流（尤其海底强流）横跨过海底山脉时，由于海流沿着前山坡一直涌上海面，在山顶附近的海面就必然比平均海平面高出很多。相反，海流越过山脉顶部之后顺着后山坡下滑，到了山坡底部，海平面也就肯定比平均海平面低很多了。海底山脉的相对高度有不少达到好几千米的，可想而知，强大的海流横跨过这样的山脉之后，在山顶所留下的高海面和后山坡底部留下的低海面之间的海面高度差异当然就是几十米以上了。我们再回头看看20.7所说的百慕大三角，如果后山坡变成了一个大峡谷，下沉旋涡的形成不是就很容易了吗？

       此外，当海流途经较封闭的海湾时，如果易进难出，海平面就会高一些，相反就低一些；如果强海流跨越过深海沟或深海渊，海面同样也会明显下陷；如果在各种力的综合作用下是造成某海域的海底潜流明显堆积和上涌（如纬度30º附近的大旋涡中心区域），则该海域的海平面也会相对高一些；如果海底有强烈的潜流存在，就会因静压向下而使附近海面偏低……。上面所列举的，仅仅是些粗略的定性感知，但相信着眼点是符合客观实际的，不是空幻的唯心观，而是科学的形象思维，缺的只是具体数值计算。

       在此必须明确的是，虽然海平面崎岖不平，但各高、低的海面主要只因地形影响造成，所以各自位置是相对固定的。对于某个固定地点来说，除了潮汐变化的影响之外，海平面高度还是相对稳定的。