神奇的海洋

第三部分:奇特的海洋(2)

深海无底洞之谜

按说地球是圆的,由地壳、地幔和地核三层组成,真正的“无底洞”是不应存在的,我们所看到的各种山洞、裂口、裂缝,甚至火山口也都只是地壳浅部的一种现象。可是,在我国的一些古籍中,却曾经多次提到海外有个深奥莫测的无底洞。如《列子·汤问》记载:“渤海之东,不知几亿万里,有大壑焉,实唯无底之谷,其下无底,名曰归墟。八九野之水,天汉之流,莫不注之,而无增无减焉。”

那么,世界上究竟有没有这样的“无底洞”呢?

有趣的是,在希腊克法利尼亚岛阿哥斯托利昂港附近的爱琴海域,有个亚各斯古城,在其海滨有个无底洞。由于它靠着大海,每当海水涨潮的时候,汹涌的海水就会排山倒海一样“哗哗哗”地朝着洞里边流去,形成了一股特别湍急的急流。

人们推测,每天流进这个无底洞的海水足足有3万多吨。可令人奇怪的是,这么多的海水“哗哗哗”地往洞里边流,却一直没有把它灌满。所以,人们曾经怀疑,这个无底洞会不会就像石灰岩地区的漏斗、竖井、落水洞一类的地形呀?那样的地形,不管有多少水都不能把它们灌满。不过,这类地形的漏斗、竖井、落水洞都会有一个出口的,那些水会顺着出口流出去。可是,希腊亚各斯古城海滨的这个无底洞,人们寻找了好多地方,做了各种各样努力,却一直没有找到它的出口。

古玛雅人的水下世界

日前,世界最有名的国际潜水科考小组之一——大不列颠一哥伦比亚潜水小组向媒体透露,他们的科考小组在墨西哥东南的尤卡旦半岛——历史上玛雅古国的所在地考察时,发现了一条结构复杂、洞穴相连的地下河流。据初步估计,该河流约有300多千米长,有可能是世界上最长的地下河流。

而更让他们目瞪口呆的是,在该地下河的最深处,潜水员们竟然发现了古代玛雅人砌成的炉灶、石桌以及陶器等物!人们不禁要问:难道古代玛雅人曾经在水底生活?!

据报道,该地下河离尤卡旦半岛地面表层约有30多米深的距离,它最早为世人所知是在1998年,该科考小组的成员从当地一个1米多宽的井口潜下水去,想了解这些位于丛林中的深井常年不干且水质清纯的秘密。

没想到下井后发现,该井竟然没有尽头,潜水员潜了足有8000米长,吃惊地发现井里面竟是一个无比宽广的“水底世界”——只见一条条错综复杂的地下通道,不知通往何方,一些形状古怪、不知姓名的水生物、小鱼、小虾等,同样好奇地在他这个陌生的访问者身边游来游去,轻啄着他的潜水服。

潜水员不敢走远,按捺住激动的心情潜回井口,报告了他的发现。科考小组当即决定,从欧洲运来最先进的设备考察这条神秘的地下河。科考小组的科学家们进一步研究后发现,该地下河在玛雅人的传说中早有记载,古玛雅人称之为“欧西贝哈”,意思就是“万水之源”。几个月后,一些重达几千磅的最新测量设备、水下灯、高级潜水服、瓦斯车等,通过马背陆续运到了位于丛林深处的现场。

潜水员们立即全副武装开始了考察,由于地下河里地形错综复杂,刚开始时十分困难,有时仅仅为了勘探一个深不可测的凹穴,潜水员就得在水底熬上12个小时。科学家们初步估计,该地下河至少有320千米长,尽管无数个通道像迷宫似的让潜水员们大伤脑筋,但地下河的总流向应该是个大三角形。水底洞穴的世界常常是个变幻莫测的黑暗迷宫,可能一不小心,也许某个人就再也不会回来了。

为了不至于迷路,潜水员们都随身带着一个线轴,一端系在人口处,一端拿在手上,每前进3米,就将线打上一个结。这样做既可以循线返回,又可以测量出前进了多少米。潜水员除了测绘水下世界的地形外,还附带收集水下生物的样本。然而不久前的一次发现,使该科考具有了全新的意义。

随着探测的深入,潜水员越走越远,在快到地下河的一半深处时,他们中有人意外地发现了一些早期人类生活过的痕迹!潜水员陆续发现了一些保存完好的砌在石壁边上的炉灶、石器时代的石桌和其他一些古人类的遗迹。依据发现的遗物,科考小组的科学家们估计,大约在9090年至1万多年前,这些古代人曾经生活在这里!

此外,科考小组还发现了其他一些玛雅时期的东西,诸如破碎的陶器、玛雅人的遗骸等。面对这些意外发现,潜水员们动也没敢动它们一下,可以说他们十分震惊。玛雅文明已经够神秘,但他们怎么也不会想到,自己竟然会在30多米深的地下河里发现古代玛雅人砌下的炉灶、石凳等所有的发现都被原封未动地保留在原来的地方,等待满怀疑惑的墨西哥国家人类和历史学会的考古学家们赶来,对这项惊人的发现做出解释。

古代玛雅人能够在水底下生活?美国佛州某大学一考古学教授认为,这种假设是不大可能的。在水底生活必须要有类似鱼类的鳃,就像科幻片《大西洋底来的人》,但那仅仅是科幻,玛雅人的神秘仅仅在于他们的文明,譬如尤卡旦半岛他们所留下的大量寺庙和金字塔遗址,但他们的身体构造和今人没任何区别。他认为在水底发现古玛雅人的生活遗迹,应该从地质学的角度寻找原因。

他认为,在1万多年前,墨西哥尤卡旦半岛要远远高于现在的海平面,大气中的二氧化碳和雨水混合形成富含碳酸的地下河水,长年累月腐蚀并“雕琢”出了这些洞穴。随着海平面继续降低,这些洞穴渐渐干燥起来,变得可以住人。随着冰期的结束,海平面又开始升高,这些干燥的洞穴又渐渐被水注满,古代人不得不离开洞穴到陆上生活,但他们居住时留下的遗迹却仍旧保存在那儿。洞穴和深井在玛雅人的宗教中占有相当重要的地位,他们将洞穴称为“西诺蒂”,意思就是“神的井”,他们把它看作做到达阴间的“地狱走廊”,而不是人类居住的地方。

据报道,目前该科考小组已停止探测“万水之源”地下河,他们需要运来更加先进的潜水机器,以便使水下生态系统和古代遗迹尽可能不受到损害。他们将考察该地下河的剩余部分,彻底解开它深藏的秘密。

太平洋上黑潮之谜

在北太平洋西部海域,有一股强劲的海流,它犹如一条巨大的江河,从南向北,滚滚向前,昼夜不息地流淌着——它就是黑潮。

黑潮的流幅和厚度并不都是一样的,在不同的海区里有不同的变化。通常它的宽度为150千米,在日本列岛南面海域,黑潮的最大宽度可达200—~300千米。它的厚度达1000米以上。

黑潮的流速比一般海流要强劲得多。它流速为每小时3~10千米,由此可以计算出黑潮在我国东海的流量为每秒钟约3000万立方米。潮之流量极为可观。

其实,黑潮的水并不黑,甚至比一般海水更清澈透明。这是因为黑潮水质极少杂质,能见度达30~40米深。不过,当太阳的散射光照射到黑潮海面时,水分子偏重于散射蓝色光波,其他光波如红、黄等色为长波,被水分子吸收。所以,当人们从上往下看海水时,海水成了蓝黑色。这样,人们就习惯地称它为黑潮,以区别于其他的一般海水。

黑潮是由北赤道流转变而来的。由于北赤道流受强烈的太阳辐射,因而潮海流具有高水温、高盐度的特点。据调查,黑潮的表层水温都比较高。夏季2.7℃~30℃,即使在冬季,表层水温也不低于20℃,它比邻近海水高5℃~6℃因此,人们又把黑潮称为“黑潮暖流”。

因为黑潮暖流自身拥有大量的热能,黑潮的部分暖水直接或间接参与了陆架海区的环流。例如,流过东海的黑潮暖流,在重返太平洋之前,于日本九州南部海面分出一个小分支北上,形成对马海流。对马海流在流经济州岛西南海域时又一分为二,一支折向东北,穿过朝鲜海峡,径直奔向日本海;另一支折向西北,沿黄海东侧北上,再转入北黄海,进而穿过渤海峡向渤海流去,为黄海暖流。尽管冬季渤海、黄海一带水温显著降低,黄海暖流仍然显出其高温的特性,给沿途带来温暖。地处渤海湾内的秦皇岛沿岸,因受黑潮暖流的影响,通常能使海水温度保持在冰点以上,不致结冻。从11月份的表面平均水温分布图中,可以清楚地看到这支暖流的影响:由于黑潮暖流的北上,整个黄海有一个明显的高温“水舌”存在。它自济州岛南方海域向北凸进,然后转向渤海海峡,一直扩展到整个渤海。

黄海暖流的流速非常低,每秒只有10厘米左右,因此,它常被强大的潮流所掩盖,不易辨认。但根据温度、盐度等各种资料的分析,可以证明它确实存在,尤其是近几年根据浮游生物的调查结果,发现在黄海和渤海,有热带大洋性浮游生物的种属,为它的存在进一步提供了证明。

其中,对我国与日本等国气候影响最大的,是黑潮的“蛇形大弯曲”。所谓“蛇形大弯曲”,也叫“蛇动”,是指黑潮主干流有时会形如蛇爬那样弯弯曲曲。人们发现,如果“蛇形大弯曲”远离日本海岸,结果是沿岸的气温下降,寒冷干燥;相反,则使日本沿岸气温升高,空气温暖湿润。

当然,黑潮对它所经过的沿岸各国的影响远不止上述几个方面。它对渔业生产也有重大的影响。最主要的是表现在“海洋锋面”的形成和它对渔场的形成上。两支海流,特别是寒流和暖流相会,将使平静的海面受到扰动,引起海水上下翻腾,把下层丰富的营养物质带到表层,促使浮游生物迅速繁殖,渔场也就在这样的条件下形成了。

黑潮流经范围广,影响大,要想了解整个黑潮的变化,揭开黑潮之谜,是件十分困难的事情。近些年来,为了揭示黑潮的形成机制,弄清黑潮“蛇形大弯曲”的变化规律,以及黑潮暖流和大气间的热交换关系等问题,国际间已开展广泛的科技合作。

在千变万化的黑潮迷宫中,有不少疑难问题和无法解释的现象等待人们去探索。我国的海洋、气象工作者今天正在努力探讨下述问题。

(1)黑潮在西北太平洋上的大体流经方向和路线目前已经基本掌握,但是,黑潮中尺度、长周期的变化规律是什么呢?对于我国来说,渤海以及东海、黄海均受黑潮影响较大,它们之间互为影响的机理是怎样发生、发展的,以及对我国气候的影响方式等,都需要继续探索。

(2)黑潮是太平洋西北部一股强劲的暖流,它对这些地区国家的气候影响很大。由于黑潮自身热交换关系极为复杂,所以它对气候的影响机理常给人一种捉摸不定的感觉。例如,黑潮主流有时宽达一二百千米,甚至更宽,有时变窄,仅有数十千米;有时流速较大,而有时流速较小;黑潮“蛇形大弯曲”,有时弯曲很大,有时弯曲较小,有时又近乎于没有等等。

为什么会发生这许许多多的变化呢?人们还无法找到确切的答案。特别是当黑潮影响气候,给一些国家造成灾害的时候,更加需要人们掌握它的变化规律。

(3)黑潮除了主干流外,还有一些支流。那么,它共有多少条支流呢?它们是如何分布的?在我国海域里的具体分布情况如何?对我国东南沿海气候影响较大的台湾暖流和黑潮主流是什么关系?

(4)在整个黑潮的流经海域里,暖流的流经方式或者说是水团的交换方式有几种?在深层的海流中,是否存在着逆流?是否存在大的上升流?人们已经发现,在冲绳海沟的深层处,存在较强的海流。这股海流的动力机理又是怎样的?

此外,黑潮是西太平洋上一股较大的暖流。它和大洋环流是什么关系,它是如何和太平洋水体进行热能交换、水团交换的?黑潮和厄尔尼诺现象有关系吗?我们相信,这许许多多的问题,在未来人们开发利用海洋的活动中,一定能获得解决。

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,产生有害气体,影响工人的健康。假如能用高压代替高温,将会彻底改变这种状况。

由于这个设想,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。

悬在头顶的人海

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,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是一位挪威渔夫的离奇经历,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,认为他们所说的是白日梦话。

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,成为第一个踏人北纬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思议?谁也不知道。

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”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1米,深约1.2米。在这样一片连接滔滔大海的海滩上,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,喝之清甜爽口。

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**出来。这种井露现象,继1962年夏天之后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海潮后出现的。

据有关资料和当地许多人回忆几次井露的位置和形状各异看来,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,现在已由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,地下水因海水内浸掺和,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。

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

波浪“杀手”

船在海上航行最怕遇上风暴,好在现代的海洋气象预报已能适时地提请船只注意风暴的来临,使海难事件大为减少。但海上也偶有突发事件,其中有一种不期而至的巨浪令船员们谈之色变。

这种波浪的特点是,在比较平静的海面会突然传来单个或一组彼高达到15~20米的大浪。这种浪的前峰陡峭,犹如一堵水墙,如果船只行进方向正好与之垂直,则大浪冲过时能把巨轮托起。若浪峰恰巧托在船底中央,会使船的两头悬空;若是船头和船尾分别落在两个巨波的浪头,船的中部就会离开水面,这两种情况都可能导致船只从中央部位折断而顷刻沉人海底。如果船只行驶的方向与这种波平行,那么巨浪袭来,能把船掀翻。这种波来得突然,事先没有任何预兆,所以危害极大,水手们给它起了个吓人的名称——“波浪杀手”。

1973年倒霉的“涅普顿.肯费尔”号集装箱运输船就遭到了波浪杀手的袭击,船头61米处被波浪拦腰折断而沉人海中。由于船长指挥有方,所幸的是大多数船员得以逃到船尾,被直升机救起。

好在这种可怕的波浪并不常见,它们有比较明显的地域性,多发生在非洲西南端的好望角附近。在南半球的冬季5~10月期间,这种波较为常见。这个季节南大洋咆哮的西风带特别凶猛,风把恶浪推向南非东南海域,而沿南非东岸恰好有一支厄加勒斯海流自北而南流来,被西风驱赶来的波浪正好受到这支海流的阻挡,波高会成倍地增大。这么高的波如果再受到壁立石岸的反射,一旦入射波与反射波迭加发生共振,波高就会再次倍增,就可能形成单个或一组高达15~20米的“杀手波”。

在15~16世纪,欧洲开始有许多船只绕过好望角进入印度洋,自那以后,不知有多少船在此遇难。历史上曾发生过整个船队覆没的惨剧。1716年,在一次强风暴中有42艘荷兰舰船在此沉没,船上价值400亿法郎的财宝随船沉人海底。英国在此沉没的财产总值也在3千万英镑以上。这里的海底虽然藏有如此巨量的财富,可至今也没有人敢去打捞。谁敢用自己的生命去冒如此大的风险呢?

当然,除去南非沿岸,在大洋的另一些地方也曾有船只与此类巨浪遭遇过。例如在爱尔兰与不列颠岛之间、在英吉利海峡、在智利的合恩角、在北美洲的湾流海域、甚至在某些内海,也时有发生。

现在,南非已有专门的气象台从事预报服务,专门对付波浪杀手,这样,事故已少多了。为安全起见,在好望角附近航行,尽量离陡峭的岸段远一些为好。

人海漂流瓶

对于海边漫游者来说,最令人着迷的事情莫过于发现一只从大海漂来的瓶子,瓶子里有卷得好好的文件。

1856年,一艘航行在大西洋比斯开湾的双桅帆船被特大风暴掀起的巨浪打坏,水手们被迫抛锚上岸,他们在海滩上突然发现一个涂着沥青的圆球,剥开一看,原来是个椰子壳,上面有一个小洞,也被沥青封着,凿开一看,里面有一张写满古体字的羊皮纸,原来这是发现美洲新大陆的著名航海家哥伦布在航海途中写给西班牙国王和王后的一份报告,叙述了和他同行的一艘帆船沉没了,另一艘帆船上的船员不服从他的命令,进行反抗。这份报告没有能够到达国王手里,而是被海流漂到了这个荒凉的海滩上,呆了358年!1875年,加拿大“伦尼”号轮船上发生的瓶子事件,像一部惊险小说一样曲折动人。当这艘船从西班牙的比斯开湾驶向希腊时,船员发生哗变,船长和大副被杀。当时,只有几名船员没有参加这次哗变,其中有一名比利时籍服务员。由于这位服务员识字,哗变者推举他驾船。他把船开进了英吉利海峡,并在乘人不备时把一只瓶子扔进了大海,瓶子里装有记录哗变事件的文件。瓶子被发现了,这位服务员得到了一笔奖金。

1955年3月19日,在新西兰海岸上发现一只从海上冲上来的瓶子,从瓶子里的文件得知,这只瓶子是德国青年极地探险队1903年在塔斯马尼亚附近扔进大海的。这只瓶子直线漂浮距离是1700千米,但花了52年时间。科学家们认为,这只瓶子已经环游地球几圈了。

最近一次在汉堡举办的德国收集到的漂流瓶展览会上,展出的漂流瓶有452只来自北大西洋,102只来自南大西洋,43只来自印度洋,46只来自太平洋。有两只瓶子曾经穿过直布罗陀海峡进入地中海。最老的一只瓶子可追溯到1864年,当时,海洋观察机构的第一位负责人格奥尔格.诺伊迈尔博士在一艘从墨尔本到伦敦的轮船航行到福克兰群岛附近海域时,把这只瓶子抛进了大海。

现在,人们往大海里扔瓶子通常是想通过瓶子传播友谊。几年前,一位女舞蹈演员在丹麦度假时把一只装有信件的瓶子扔进了大海,这只瓶子在海上漂流了1600千米后在挪威的斯塔夫被海水抛上岸,一位渔民拾到了这只瓶子。不久前这位女舞蹈演员宣布,她将和那位渔民结婚。一只漂流瓶使两个素不相识的人喜结良缘。

海底金字塔之谜

百慕大三角区海域,使无数的船只、飞机和人神秘地失踪,因而也引来了各种科学猜测。其中有一种假设性猜测认为:百慕大三角区海域深处,有一股极强的磁力,可以使船只飞机的罗盘失灵。有人补充说,考虑到此海域的南部就是失踪的玛雅文明的所在地,所以百慕大三角区海底下面一定掩埋着玛雅文明的某些神秘之物,说不定,玛雅文明时代的原子核废料的堆集场就在此海水下面。

这种说法听起来很玄,似乎不太可能。可是,一则出乎意料的新闻使人们大为吃惊。1977年4月7日,法新社发自墨西哥的一则电讯说,科学家们在百慕大三角区的海底,发现了一座比埃及胡夫金字塔还要大的金字塔。这真是一件奇事珍闻。

人们知道,埃及是以金字塔而著称于世的,而事实上,除了埃及之外,在今天的墨西哥、洪都拉斯、秘鲁等地,即古代玛雅人活动的地区,都先后发现有金字塔式的宏伟建筑。然而,玛雅的金字塔和埃及的金字塔略有不同,埃及的金字塔是尖顶的,而玛雅的金字塔的顶端却是平的一块,相对而言,玛雅的金字塔大多比埃及的金字塔要小。

据称,百慕大三角区海底有一座巨大的金字塔是由一位美国海军上校发现的。尽管当时许多人,包括他本人在内,都不太相信这是真的,但是,声纳探测装置上清楚地显示出这座金字塔位于360米的海面之下,高度约为230米,每边长300米,在金字塔的四周是平坦的海底,没有火山喷发过的痕迹,也没有海底山脉从中横过。

于是,有关方面使成立一支探险队,到该地区从事进一步的探测,使用深水潜艇。水下闭路电视摄像机等先进设备,以期能够揭示海底金字塔的真相。

如果百慕大三角区之谜被解开的话,如果证明海底金字塔确实是人工之杰作的话,那么,科学史就将要作修改,甚至人类的历史也要改写。就目前来说,没有人相信,这座金字塔是在海水下面建造起来的。因为以现代科技能力来说,要在360米以下的海底建造如此之大的金字塔,乃是不可能的,况且它又何必修建在海底呢?人们宁愿相信这座金字塔原先是建造在地面上的。

而如今金字塔却在海底,想必一定是因为陆地下沉的缘故。科学家们相信其中之理,但不敢贸然接受这样的一个结论,因为仅在短短的数千年中,这块陆地怎么“沉”人得那么深?是因为这块陆地的下面是一块巨大的海底盆地?也就是说,这块原来被用来修建大金字塔的陆地不但沉人海中,而且沉得比原来的海底还要凹深一些。这又是什么原因造成的呢?

关键的问题是,为什么这个位于海水下面360米的金字塔,会对海上的船只、天上的飞机的失踪产生影响,而且是每一次失踪事件发生后都为什么没有留下痕迹?这真是怪事!

¥第六章

广袤无限的人海中。不仅藏着石油和多种矿物。还藏有丰富的药材,种类繁多的海洋动植物。就是永不枯竭的医药来源。

海洋里的药材

广袤无垠的大海中,不仅藏着石油和多种矿物,还藏有丰富的药材,种类繁多的海洋动植物,就是永不枯竭的医药来源。

我国早在唐代时,就有人撰写了专门研究海洋药材的著作《海药本草》(李询著)。可见大海从很早起就开始为人类贡献药材了。

像鱼肝油、琼胶、鹧鸪菜、精蛋白、胰岛素以及中药所用的一些海味,都是历史悠久、疗效甚佳的海洋药物。近年来,人们又从海洋动植物中提取了抗菌素、止血药、降血压药、麻醉药,甚至抗癌药。有一种杀菌能力很强的头孢霉素及其化合物就是从海洋微生物中提取的。它不仅能消灭革兰氏阳性、阴性杆菌,对青霉素都不能杀死的葡萄球菌也有效力,而且没有抗药性。

食用海带,可以弥补碘的不足,这是尽人皆知的。其实,从海带中提取的药材,对治疗高血压、气管炎哮喘以及治疗外出血都颇有疗效。从马尾藻中可以分离出一种广谱抗菌素,而海洋中的马尾藻是取之不尽的。珍珠贝壳的珍珠层粉具有治疗神经衰弱、风湿性心脏病等10多种疾病的功能。乌賊墨在治疗功能性子宫出血和其他类型的出血症方面大显神通,既实用又经济。

因为乌贼是我国四大海产之一,产量很高。海龙、海马也是很重要的药用动物,早在《本草纲目》中对它们的功用就有描述。现代中医对海马的评价是,具有“补肾壮阳、镇静安神、舒筋活络、散淤消肿、止咳平喘、止血、催产”等作用。海龙的药效与海马相似。

海洋动物中有很大一部分具有毒性,有的毒性大得惊人。从某些有毒的鱼类中提取的有毒成分制成的麻醉剂,其效果比常用麻醉剂大上万倍,简直令人难以置信;从海绵动物中分离出来的药物,对病毒感染和白血症有明显疗效;从海蛇中可提取能缩短凝血时间的化合物;从柳珊瑚中能够提取前列腺素。

另外,某些海洋生物体内含有抗癌物质,如从河豚肝中提炼制成的药品,对食道癌、鼻咽癌、结肠癌、胃癌都有一定疗效。从玳瑁身上可提取治肺癌的药物。

海洋生物不断繁衍生长,无有穷尽。因此这个药材库也是永远用不完的。

盐的“发祥地”

也许你会产生一个奇怪的问题:雨水是淡的,河水是淡的,千条江河滔滔奔流,日夜不停地汇人大海,可是,亿万年下来,海水却仍然是咸的。那么,海水里的盐分究竟是从哪儿来的呢?

这个问题众说纷纭,目前还没有得出完全一致的解释。但通常有两种说法。一种认为,海洋水中的盐类来自海底。地壳运动引起岩浆由地幔侵入地壳,海底火山的多次喷发,排放出大量的元素和其他化合物,这是海洋水中盐类的主要来源。同时,长期浸泡在海洋水中的底基岩,也可以向海洋水提供各种盐类。

另一种认为,海洋水中的盐类来自河流。大陆地壳的岩石,在外应力的风化和剥蚀作用下,水流溶解了岩石中的盐类,然后通过河水和地下水输送到海洋,使海水逐渐咸起来。

实际上,这两种说法都有一定道理,很可能把这两种说法合在一起,就是海洋水中盐类的真正来源。

河水不断把陆地上的盐分带人大海,海水会不会越来越咸呢?不会。因为从总量上看,河流人海的盐分所占比例较小,加上海洋生物消耗和人类不断从海水中提取盐类,因而大海的盐分基本上趋于稳定,不会有明显的变化。也就是说,与人类有着千丝万缕联系的海洋水,依然会带着它那特有的苦咸味,伴随人类的一生。

海洋能源库

波浪能

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。台风导致的巨浪,其功率密度可达每米迎波面数千千瓦,而波浪能丰富的欧洲北海地区,其年平均波浪功率也仅为20~40千瓦/米。中国海岸大部分的年平均波浪功率密度为2~7千瓦/米。

波浪发电是波浪能利用的主要方式。此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。波浪能利用装置大都源于几种基本原理,即:利用物体在波浪作用下的振**和摇摆运动;利用波浪压力的变化;利用波浪的沿岸爬升将波浪能转换成水的势能等。经过20世纪70年代对多种波能装置进行的实验室研究和80年代进行的实海况试验及应用示范研究,波浪发电技术已逐步接近实用化水平,研究的重点也集中于3种被认为是有商品化价值的装置,包括振**水柱式装置、摆式装置和聚波水库式装置。

根据调查和利用波浪观测资料计算统计,我国沿岸波浪能资源理论平均功率为1285.22万千瓦,这些资源在沿岸的分布很不均匀。以台湾省沿岸为最多,为429万千瓦,占全国总量的l乃。其次是浙江、广东、福建和山东沿岸也较多,在160~205万千瓦之间,约为706万千瓦,约占全国总量的.55%,其它省市沿岸则很少,仅在143~56万千瓦之间。广西沿岸最少,仅8.1万千瓦。

全国沿岸波浪能源密度(波浪在单位时间通过单位波峰的能量分布,以浙江中部、台湾、福建省海坛岛以北,渤海海峡为最高,达5.11~7.73千瓦/米。这些海区平均波高大于1米,周期多大于5秒,是我国沿岸波浪能能流密度较高,资源蕴藏量最丰富的海域。其次是西沙、浙江的北部和南部,福建南部和山东半岛南岸等能源密度也较高,资源也较丰富,其他地区波浪能能流密度较低,资源蕴藏也较少。

根据波浪能能流密度及其变化和开发利用的自然环境条件,首选浙江、福建沿岸应用为重点开发利用地区,其次是广东东部、长江口和山东半岛南岸中段。也可以选择条件较好的地区,如嵊山岛、南麂岛、大戢山、云澳、表角、遮浪等处,这些地区具有能量密度高、季节变化小、平均潮差小、近岸水较深、均为基岩海岸;具有岸滩较窄,坡度较大等优越条件,是波浪能源开发利用的理想地点,应做为优先开发的地区。海流能

海流能是指海水流动的动能,主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。相对波浪而言,海流能的变化要平稳且有规律得多。潮流能随潮汐的涨落每天2次改变大小和方向。一般说来,最大流速在2米/秒以上的水道,其海流能均有实际开发的价值。

海流能的利用方式主要是发电,其原理和风力发电相似,几乎任何一个风力发电装置都可以改造成为海流发电装置。但由于海水的密度约为空气的1000倍,且装置必须放于水下。故海流发电存在一系列的关键技术问题,包括安装维护、电力输送、防腐、海洋环境中的载荷与安全性能等。此外,海流发电装置和风力发电装置的固定形式和透平设计也有很大的不同。海流装置可以安装固定于海底,也可以安装于浮体的底部,而浮体通过锚链固定于海上。海流中的透平设计也是一项关键技术。我国沿岸潮流资源根据对130个水道的计算统计,理论平均功率为13948。52万千瓦。这些资源在全国沿岸的分布,以浙江为最多,有37个水道,理论平均功率为7090兆瓦,约占全国的1/2以上。其次是台湾、福建、辽宁等省份的沿岸也较多,约占全国总量的42%,其他省区较少。

根据沿海能源密度,理论蕴藏量和开发利用的环境条件等因素,舟山海域诸水道开发前景最好,如金塘水道(25.9千瓦/米\-2)、龟山水道(23.9千瓦/米\-2)、西侯门水道(19.1千瓦/米\-2),其次是渤海海峡和福建的三都澳等,如老铁山水道(17.4千瓦/米\-2)、三都澳三都角(15.1千瓦/米\-2)。以上海区均有能量密度高,理论蕴藏量大,开发条件较好的优点,应优先开发利用。

盐差能

盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。主要存在于河海交接处。同时,淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。通常,海水(3560盐度)和河水之间的化学电位差有相当于240m水头差的能量密度。这种位差可以利用半渗透膜(水能通过,盐不能通过)在盐水和淡水交接处实现。利用这一水位差就可以直接由水轮发电机发电。

盐差能的利用主要是发电。其基本方式是将不同盐浓度的海水之间的化学电位差能转换成水的势能,再利用水轮机发电,具体主要有渗透压式、蒸汽压式和机械一化学式等,其中渗透压式方案最受重视。

将一层半透膜放在不同盐度的两种海水之间,通过这个膜会产生一个压力梯度,迫使水从盐度低的一侧通过膜向盐度高的一侧渗透,从而稀释高盐度的水,直到膜两侧水的盐度相等为止。此压力称为渗透压,它与海水的盐浓度及温度有关。目前提出的渗透压式盐差能转换方法主要有水压塔渗压系统和强力渗压系统两种。我国海域辽阔,海岸线漫长,人海的江河众多,人海的径流量巨大,在沿岸各江河人海口附近蕴藏着丰富的盐差能资源。据统计我国沿岸全部江河多年平均人海径流量约为1.7~1.8×10\-立方米,各主要江河的年人海径流量约为1.5~1.6×10\-立方米,据计算,我国沿岸盐差能资源蕴藏量约为3.9×10\-千焦耳,理论功率约为1.25×10\-8千瓦。

我国盐差能资源有以下特点:

1.地理分布不均。长江口及其以南的大江河口沿岸的资源量占全国总量的92.5%,理论总功率达1.156×10\-5千瓦,其中东海沿海占69%,理论功率为0.86× 10\-8千瓦;

2.沿海大城市附近资源最富集,特别是上海和广东附近的资源量分别占全国的59.2%和20%;

3.资源量具有明显的季节变化和年际变化。一般汛期4~5个月的资源量占全年的60%以上,长江占70%以上,珠江占75%以上;

4.山东半岛以北的江河冬季均有1~3个月的冰封期,不利于全年开发利用。

到海底去种“燃料”

在这个能源日益紧张的世界,人们越来越多地寄希望于海洋,提出了各种各样开发和利用海洋能源的计划,其中有不少是令人信服和切实可行的。

在众多的发明和设想中,有科学家毫华德.A.威尔可博士的一份颇为吸引人的计划:在广阔的海洋空间中种植“燃料”,开辟无数的能源种植场。

种植什么呢?——海带。海带,人们在知道了它的诸多用途之后,最近它又作为可以代替天然气甲烷的潜在能源,引起了海洋科学家和一些工业家的兴趣。海带能够吸收和储存大量的太阳能,而且生长极快,每天可长出三分之一或三分之二来。

威尔可博士提出:“我们可以把海带移植到大洋中去,在那里种植和收获,并且将海带所贮藏的能量变为甲烷气和乙醇,用来开车或开飞机。”他说干就干,很快做出了一个3公顷面积的种植场的计划,并充当了这项计划的负责人。他与另一位热心此项工作的人——美国加州工业学院的诺尔教授一起,于1974年在太平洋上建立了第一个能源种植场。

这个种植场位于距离美国加州海岸96千米的不冻洋面上,他们移植了当地产的百余种海带中的一种大型海带巨藻的幼苗。在实际工作中他们遇到了不少问题,首先就是植物生长需要阳光,而在深暗的海洋底部光线极暗,移植的巨藻幼苗如何得到充足的阳光呢?人们想出了办法:建造一个木筏,筏上用聚丙烯绳索织成方格,把筏系留在水面2米处,并用长绳把筏锚锭住。

然后,由一小队海军蛙人把巨藻幼苗移植到水下的筏上,使之感到海洋变浅了。

人们高兴地发现,巨藻幼苗一旦锚固下来,就开始朝着光线向上生长。

当它长到水面,一片片由小气囊支持的藻叶就像条条滑滑的绸带,在阳光照射下的海水中漂**。这时,藻叶开始进行光合作用。悄悄地把太阳能转化成了化学能。

然而过了些时日,在定期检查中,人们发现这些植物生长得并不茂盛,它们似乎只是在挣扎着过活。这是什么原因呢?化学试验的结果表明,蓝色海水中的营养物质太少了!湛蓝的大洋深海,看起来非常美,但却是“生物的沙漠”,它缺乏维持生物生命的养料,几乎没有什么动植物能够在那里生活下去,因此也就没有任何生物在那里死亡和分解,结果使得那儿的海水十分“清洁”,没有有机物,也没有能够作为营养的那些矿物质。而靠近陆地的、呈现着绿色的海域,则挤满了各种各样的生物,以及数不清的活的和死的有机体,泻人海洋的河水又带来了大量已溶的有机物和无机物,这就使在水中生长的植物能够得到充足的养分,繁茂地生长起来。

怎样才能使藻幼苗在“生物的沙漠”中也蓬勃生长呢?唯一的办法就是施肥,包括氮肥、磷肥和微量养料。这些肥料在海洋底部是能够找到的。若干世纪以来,不少分散的动植物残留遗体浮流而来,沉积在海底,如果用泵把它们抽上来,不就变成免费供应的肥料了吗?

海底下的“宝”

海底下的宝更多,但因为有几千米深的海水,没有特殊设备,人是下不去的。目前选择最有价值的比较好开采的先开采,我们也只介绍三样。

(1)海底金属团(锰结核)大家听过“锰结核”这个名称吗?它是一种深海底矿产资源。它的外形像土豆,直径一般在1~25厘米之间,最大的直径1米,重几百千克。颜色多是深棕色或土黑色,里面层层密实的结核。因其中锰金属含量较高(15%~30%),所以叫锰结核。其实叫“多金属核”更确切一些,有的竟含几十种金属,因此人们又叫它“海底金属团”。海底金属团中最有提取价值的有四种:镍、铜、钻、锰。

锰结核是怎样形成的呢?至今还没有一致看法,有的说来自沉降海底动植物的遗体,有的说来自海底火山爆发产生的火山岩石,有的说是河流将大陆上金属元素和沉积物带到海洋中经过自生化学沉积而形成的。

早在1873年2月18日,美国“挑战者”号船环球考察时,就在北大西洋海底采到锰结核,但没有引起重视。1882年,瑞典“信天翁”号也对锰结核作过某些考察研究,也没有引起足够的重视。直到1959年美国科学家L.梅洛根据“挑战者”号和“信天翁”号等船的考察成果,测算出锰结核所含有金属成分和全世界海洋的大约储量,并提出将成为铜、钴、镍等金属的新来源,锰结核的地位才愈趋升高,受到许多国家的青睐。现在已有8个跨国财团约100家公司在从事锰结核的调查和开发。美国、日本、前苏联、德国、法国在这方面做的工作最多。通过大量调查测算,初步估计整个海底锰结核总储量达30000亿吨,以太平洋底最多,达17000亿吨,其中含镍164亿吨,铜88亿吨,钴58亿吨,锰4000亿吨,价值约为60万亿美元,这是一个多么巨大的金属宝库啊!不过,锰结核大多分布在4000—5000米深的海底,那里有高达400~500的大气压,如果没有特殊的设备,当然人是下不去的,就是采矿装置要放到那里去,也有许多特殊要求,因为随这么高的大气压一般的装置在半路上都会成为废品,所以至今还处在试验阶段。美国“吉普塞矿工”专用船,已从9000米深的地方,每昼夜采到16000吨。从近几年的发展趋势来看,进入商品化开采和冶炼的日子为时不远了。

(2)海底金银库(热液矿床)早在1948年瑞典“信天翁”号在红海发现有些地方海底温度高达40℃,那里的沉积物中含有多种金属。1963年和1966年美国“发现者”号和“链”号在红海进行更详细的调查,证实了“信天翁”号调查结果,并把这种沉积物定名为金属软泥,它含有金、银、铜、锌、铁等属。1973年一1974年,美国和法国联合用潜水器在大西洋中脊发现块状热液矿床。1978年美国、法国和墨西哥联合用深潜器在东太平洋好几处海底发现巨大块状热液矿床。其中一个矿体1000米,宽200米,高35米。铁的平均含量35%,铜10%,矿床总量2500万吨,每吨价155美元,总计39亿美元。从此以后,各国纷纷出动,四处调查,前后在太平洋、大西洋和印度洋发现33处热液矿床。矿床总体积达3932万立方米。由于它们分布范围广,储量大,品位高,不仅含有铁、铜、铅、锌等金属,而且还有珍贵的稀有金属和金、银等、难怪被人们称为“海底金银库”。

海底热液矿床主要形成在大洋的中脊——海底正在张开的裂谷处。这个地方,地壳最薄,熔融的岩浆从地球内部不断涌出,形成新的海洋地壳。这种地球内部来的物质即含有多种金属,又有很高温度,当它们接近海底表层时,海水通过细小的裂缝向下渗透,与地球内部来的高温物质发生化学反应,其中的金属被淋滤出来,形成富含金属的热液。这些热液从孔隙中喷射出来,成为一座座富含金属的烟筒状的堆积体。喷出孔的寿命一般只有几年,喷出的高温热液与冷海水接触,温度便降低,其中被溶解的金属便沉淀海底堆积成矿。

开发热液矿床比锰结核有更多的好处:①热液矿床一般分布在水深只及锰结核一半的2500米处,矿体是立体的,凝聚在一起,分布密度比锰结核大1000倍。

③热液矿床主要形成于大洋中脊,据此,在长达8万千米、宽达数百千米的海岭上都有可能发现,开发前景大得很。锰结核分布虽广,但具有商业开发价值却只1000多平方千米。

④热液矿床中含有锰结核所没有的金、银等贵重金属,铜的品位比锰结核约高10倍。而且冶炼比锰结核容易。总之,无论从技术上还是从经济上看,开发利用海底热液矿床均优于锰结核,所以有人称它为“深海采矿业中的佼佼者”。

(3)海底“黑金”(石油资源)海洋深层有一种叫“黑金”的宝,开采这种“黑金”,经济价值最大。它就是从海洋深层喷出来的石油。

关于石油的称谓多着呢,有人称它为“动力之源”,有人称它“机械之母”,有人称它“工业的血液”,可见它的地位和作用不同一般。石油不仅是制造汽油、煤油、柴油等燃烧物的原料,而且是制造合成纤维、人造橡胶、化肥、塑料、酒精的原料。天上飞的,地下跑的,厂里转的,都用上它。可以这样说,从陆地到海洋,从地下到宇宙空间,从吃的到穿的,都有它一份功劳,真算得上“宝中之宝”了。陆地上的石油储量有限,用一点少一点,按现在这个规模开采下去,有人估计,到2000年将用完全部储藏石油的87%,50年内可能全部用光。难怪许多国家都在喊能源危机,都在谋求别的出路。比如改用其他原料作动力,但无论如何,短时间内,石油还是不可缺少的。眼前的办法只有两个:一个叫节流,一个叫开源。节流就是节约能源,让每滴石油充分发挥作用;开源就是寻找新的油源,从地底深层取出更多的石油来。据法国研究所的估计,世界石油资源的极限数为10000亿吨,可采石油储量的极限数只有3000亿吨,其中海洋石油为门50亿吨,占总量45%。陆地上的石油已经开采得差不多了,而海洋石油的开采则方兴未艾。所以开采海洋石油。显得更为重要。

温差发电

海潮、海浪和海流,气势磅礴,奔流浩**,人们直接感受到它们的威力。

海洋中的热能——海水温度差能,它的热情和力量却默默地包含在全世界145亿亿吨的海水中,虽然一时不能被人们所发现和理解,可是它内在的魅力终究深深地吸引了人们。100年来,多少人为海洋热能的研究倾注了毕生的精力。特别是近三十多年来,更多的学者和工程师加入了对海水温差能开发利用的行列,决心要让蕴藏量名列海洋能前茅的海水温差能也来为人类造福。

海洋像个热水瓶,可以把热量贮存起来,可海洋毕竟不是热水瓶,因为海水温度是随着水深而变化的。这种变化可分为三层:第一层是从海面到深度肋米左右,称做表层。这一层海水表面吸收太阳的辐射能,且受到风浪的影响使海水互相混合。因此,这一层海水温度变化比较小,水温约在26.7℃左右;第二层大约从水深60~300米左右,由于海水温度随着深度增加而急剧递减,海水温度变化较大,称做主要变温层;第三层深度在300米以下,称为深层海水,这一层海水因为受到极地流来的冷水影响,温度降低到4℃左右。再往下到1500米深处时,水温几乎就没有变化了,常年维持在-1℃~2℃之间。

赤道附近的海水受到太阳的直射而变热,除了蒸发而散发到大气中的能量外,还有将近13%的太阳能以热的形式被海洋吸收而贮藏起来。这样,在赤道海域中海洋热能的收支平衡就遭到了破坏,出现了吸收多于放出的现象。

而在极地海域情况正好相反,是放出多于吸收,这就在整个地球上形成了新的热量平衡。这种新的热量平衡,是通过赤道海域不断向极地海域输送能量而建立起来的;而在极地海域,受冷的海水密度增大下沉到深处,再流向赤道海域。这种循环形成了海水垂直面上的水温变化,也为人类从海洋中取得能量创造了条件。科学家告诉我们,不要小看表层海水和深层海水相差20~C的温差,它正是人类寄以莫大希望的巨大能量之源。

法国是海水温差能利用的故乡,早在1861年,著名的法国科学幻想小说作家儒勒。凡尔纳,就幻想利用海水中储藏的太阳能了。1881年法国科学家德尔松瓦第一个提出了温差发电的方案,他认为稀硫酸的水溶液在锅炉内加热到30℃所产生的蒸气压,与在冷凝器内冷却到15℃所产生的蒸气压,两者在温差为15℃的条件下,它们的蒸气压力差约为两个大气压,这个蒸气压力差就可以用来作功。在自然界中,要寻找温差为15℃的热源和冷源是十分容易的,如温泉的水和河里的水就可能相差15℃,海洋表层的水和深层的水也可能有15℃以上的温差。他的设想提出以后,美国、意大利和德国的科学家为实现这个设想进行了不懈的努力,但都没有获得成功。整整过去了45年,直到1926年,才有人第一次用实验证明了德尔松瓦设想的正确性。证明这个设想正确性的人,是他的学生——法国物理学家克劳德和工程师布射罗。

1926年11月15日,克劳德和布射罗当众进行了温差发电的实验。他们取来两只烧瓶,在其中一只烧瓶中装入28℃的温水,代表表层温热的海水作为热源;另一只烧瓶里则盛放冰和水的混合物,使温度恒定在0℃,代表深层的低温海水作冷源。在连接两个烧瓶的一段粗玻璃管中,安装着一台十分精巧的汽轮发电机,组成了一个封闭的发电系统。

实验开始,当克劳德用抽气机把这个系统中的空气抽光,使内部的气压下降到原来的1/25时,28℃的温水居然猛烈翻泡沸腾起来,水蒸气的强大气流,把气轮发电机冲得飞转,霎时间,连接在电路中的三盏电灯一下子亮了起来。终于使利用海水温差发电的设想,变成了看得见摸得着的事实。

那么,克劳德为什么要用抽气机把实验系统中的空气抽光呢?

原来,水有一个特点,就是压力不同,沸腾时的温度也不同。压力降低时,水沸腾的温度就低于100℃。压力越低,水沸点越低。比如,在1/8气压下,水的沸点是50℃,而在1/80的气压下,水的沸点变成了10℃。

克劳德抽光了实验系统里的空气,使内部压力大大降低下来,于是,尽管海水的温度只有28℃,却已经沸腾起来,大量的蒸汽就成了可以做功的动力,三盏电灯也因而能够明亮起来。

这三盏灯的明亮,为人类指明了方向。温热的海水已为寻找新能源的人们带来新的希望。据科学家预测,全球热带海洋的水温只要下降1℃,就能释放出1200亿千瓦的能量。

日本的科学家说得就更形象了,他们说,只要把日本海域内的热能利用起来,那么根据1975年日本消耗能量的情况看,这些热能可以够24个日本同时使用,到那时,其他形式的发电厂就可以关门休息了。

我们可以说,海洋的温差能居于海洋各种能源之首,因此,极大地吸引了各国的科学家,他们投入了大量的人力物力研制生产海洋温差发电装置。

最初人们设计了一种水温差发电站,是将海水直接引进保持真空的汽锅,由于真空锅内气压很低,进入真空汽锅的海水就可以沸腾蒸发变成蒸汽,然后通过专门设计的低压、低温汽轮机,带动发动机发电。通过汽轮机的蒸汽被引入由深层低温海水冷却的冷凝器,再重新凝结成水。

用这种方法虽然可以发电,但是,在建设和安装深层输水管道方面有很多困难。所以,有人对这种方法加以改进,将海水引入一个太阳能加温池,使海水加温到45℃~60℃,甚至达到90℃,然后再将温水引进真空的汽锅蒸发,进行发电。改进后的温差发电站,是用海边和水库里的水冷凝,这样就可以解决在海底安装输水管道的困难。

热带海面与中层海水的温差很大,最适宜采用这类发电装置。1979年5月29日,世界上第一座海水温差发电站,在美国的夏威夷成功地投入运行,为岛上居民、车站和码头供应了照明用电。夏夷岛在太平洋中部,地处北纬20℃,附近海域的表层海水温度常年很高,冬季为24℃,夏季为28℃。在离岸只有1.2千米的地方,水深400米处就可获得10℃的冷海水,水深800米处就有5℃的冷海水,为海水温差发电提供了极为优越的自然条件。这座海水温差电站安装在驳船型的海上平台上,平台锚系在夏威夷岛东部约2.4千米的海上。装机容量达1000千瓦以上。世界上第一座海水温差发电站的建成和正常运行,不但证明了海水温差发电技术的可行性,并且提供了大量丰富的实践经验,还标志着海水温差发电已经开始从试验性发电转向大规模的开发利用阶段,夏威夷的海水温差发电站也将成为海水温差发电史上的又一里程碑。它为下世纪新能源的开发指明了方向。

利用海水温差发电,不仅可以获得电能,而且还可以获得很多有用的副产品。如海水蒸发后留下的浓缩水,用它可以提炼许多化工产品;废蒸汽冷凝后可以变成大量淡水或廉价的冰,这些都可以供给沿海工农业生产的需要。

到21世纪,利用海水温差发电一定会成为现实,它将使人类生活更加多姿多彩,在能源领域大放异彩。