“魔鬼海岸”探秘

宮乃斌

挪威的森林大名鼎鼎，其實那不過是徒有虛名——僅僅因為作曲家格里格的一首樂曲被日本作家村上春樹演繹成一個書名罷了。挪威的“魔鬼海岸”才是世界上獨具魅力的景觀。其魅力在于峽灣里瀲滟的波光下暗藏著無盡玄機、佛羅埃島和羅弗敦島之間驚天動地的大旋渦以及至今還在流傳著的北歐海盜洗劫整個歐洲的故事。

直到最近幾年，隨著海洋衛(wèi)星和遙感等技術(shù)的發(fā)展，“魔鬼海岸”隱藏已久的秘密才逐漸被揭示出來。

波光下的“魔鬼”

挪威海岸多峽灣、多曲折、多峭壁，風(fēng)光獨特旖旎。但就在這迷人的波光下面暗藏著無盡的玄機。

1893年6月，挪威探險家南森率領(lǐng)“福雷姆”號大帆船去北極探險。離開奧斯陸的航程開始時一帆風(fēng)順。幾天后進入巴倫支海時，大帆船卻突然走不動了。此時，大西洋的季風(fēng)依然徐徐地吹著，海面波光漣漣，帆船卻像被“黏”在海水里，一動也不動。

“魔鬼!海怪!”一個老水手凄厲地驚叫起來。一些有經(jīng)驗的水手判定他們肯定是遇到了“魔鬼的死水”。大家想起了種種古老的傳說，不祥和恐怖迅速籠罩了全船。只有南森沒有絲毫的慌亂，跑前跑后緊張地測量著風(fēng)速、水溫、鹽度等水文參數(shù)，苦苦思索著對策。

直到一陣強勁的西風(fēng)吹來，“福雷姆”號才漸漸脫離了險境。

究竟是什么“魔鬼”在作怪?

如今，海洋學(xué)家終于解開了挪威海岸的“死水”之迷。原來是“密度躍層”和“內(nèi)波”在作怪。

挪威海岸的峽灣大都與河流甚至冰川連接，有大量的淡水匯入海水。這就在海面上形成了一個密度較小的淡水層。淡水層的下面則是密度較大的咸水層，兩層之間便有了一個密度躍變，這就是“密度躍層”。前文提到的異狀，究其根源，就出在兩層海水之間的界面上。

由于密度相差懸殊，界面上的海水不再平靜如初，會產(chǎn)生上下波動，這就是“內(nèi)波”。

從字面上看，“內(nèi)波”就是發(fā)生在水里的波動。“內(nèi)波”的產(chǎn)生應(yīng)具備兩個條件，一是海水密度穩(wěn)定分層；二是要有擾動能源，兩者缺一不可。我們知道，海面與空氣之間的密度不一樣，加上風(fēng)力的擾動作用，會導(dǎo)致海面上出現(xiàn)狂濤巨浪。在深層海水中，當(dāng)海水因溫度、鹽度的變化出現(xiàn)密度分層后，受大氣壓力變化、地震影響以及船舶運動等外力擾動，就可能在海水內(nèi)部引發(fā)內(nèi)波。

內(nèi)波與海面波浪雖然都是液體波動，但它們各不相同?？諝馀c水的密度相差近千倍，在海面形成的波浪，其波動最大值在海面，波動會隨著海水深度的增加而減小，到達一定深度后就消失了。當(dāng)海水密度上下分布不均勻，尤其是在海水中出現(xiàn)躍層，也就是兩層海水的相對密度值大于0.1％時，在外力擾動下，就會在兩層海水界面上產(chǎn)生內(nèi)波。由于海水的密度分布經(jīng)常處于不均勻狀態(tài)，因此海洋內(nèi)波是一種比較普遍的現(xiàn)象。

驚人的破壞力

內(nèi)波具有極強的隱蔽性。它在海面之下，人們僅憑肉眼根本看不到。因此，即使海面波平如鏡，海內(nèi)卻可能波濤洶涌。“福雷姆”號就是在水下遇上了內(nèi)波。強大的波阻力自然會將它死死“黏”住，動彈不得。直到強風(fēng)吹來，風(fēng)帆的張力克服了內(nèi)波阻力，帆船才能繼續(xù)前進。水手們看不見內(nèi)波，只能認為是“魔鬼的死水”在作祟。

內(nèi)波還具有極強的隨機性，其波高、波長、周期和能量范圍都很大，目前觀測到的世界上最大的內(nèi)波波高已達百米。有比較才會知道這有多么可怕：世界上破壞程度最慘重的智利大地震海嘯，波高只有25米，僅為最大內(nèi)波波高的1/4。由此即可見內(nèi)波的破壞力之大。萬幸的是，水面船艦受上層海水和大氣的約束，即使碰上很高的內(nèi)波也往往不會有滅頂之災(zāi)。但潛水艇可就沒有那么幸運了，如果完全誤入其中，巨大的內(nèi)波能足以把其撕碎。

1963年，美國海軍的核潛艇“大鯊魚”號在馬薩諸塞州海岸外350千米處沉沒，艇上129名船員全部遇難。事后經(jīng)過對沉入海底、變成碎片的殘骸分析判斷，潛艇失事的原因是在水中航渡時，遇到了強烈的內(nèi)波，內(nèi)波峰高谷深，垂直作用也很大，內(nèi)波中大振幅的內(nèi)孤立波或內(nèi)孤立子的巨大垂直剪切力將潛艇拖拽至海底，潛艇承受不了超極限壓力而被壓碎。這就是強大內(nèi)波垂直力作用的后果。

在1999年的夏威夷國際內(nèi)波研討會上，還有科學(xué)家討論這起發(fā)生在30多年前的慘案。但直到2006年，美國邁阿密大學(xué)的研究人員才得到海面下30米以內(nèi)內(nèi)波的衛(wèi)星合成孔徑雷達(SAR)圖像。內(nèi)波的真面目才真正呈現(xiàn)出來。這意味著盡管內(nèi)波破壞力驚人，但人類掌握甚至駕馭內(nèi)波的日子已經(jīng)不遠了。

峽灣量的大旋渦

著名的“科幻小說之父”、法國作家儒勒·凡爾納1870年在《海底兩萬里》末尾寫道：“佛羅埃島和羅弗敦島之間洶涌澎湃的水流以雷霆萬鈞之勢猛沖過來，扭成了一股股任何船只都無法走脫的猛流，滔滔巨浪從四面八方涌來，形成了這個被恰如其分地稱為‘大洋的肚臍的大旋渦?！边@一段文字如實地描繪出挪威西海岸驚天動地的大旋渦。

其實早在凡爾納之前的40多年，美國作家愛倫·坡就在《奇遇記》中對此作了極生動的描述，讓這個名為麥爾斯特倫的大旋渦“惡”名昭著。

區(qū)別于海嘯、海底地震和火山爆發(fā)所形成的“隨機性”大旋渦，這是地球上最大最令人驚駭?shù)摹坝礼v性”大旋渦。

麥爾斯特倫大旋渦位于長約1.8千米、深約90米的薩特水道中，最狹窄處僅137米。挪威海域?qū)侔肴粘?，每天潮水兩漲兩落。每次潮漲潮落時，7500萬立方米海水以雷霆萬鈞之勢高速進出狹窄的水道，分成幾股互相沖撞、糾纏、回旋，形成了這個直徑10余米的大旋渦。大旋渦像個喇叭，一面凄凄厲厲呼嘯著，一面高速往渦心旋轉(zhuǎn)著，景象萬分兇險駭人。黑黝黝的渦心深不可測，好像直通地心似的。任何不幸靠近的船只、盤旋其上貪食魚蝦的海鳥頃刻之間便被卷進沒了蹤影。連臨近渦心的各種魚兒也驚恐得四散蹦跳。

落入旋渦的物體為什么會被拉入無底深淵?那是因為旋渦中高速旋轉(zhuǎn)的物體受到向心力和重力兩個力。向心力向渦心拉動物體，離渦心的半徑越小，速度越快，向心力越大：重力向下拉動物體，離渦心的半徑越小，下落的速度越快。于是任何物體一旦落入旋渦很快就遭遇沒頂之災(zāi)。又因渦心處空氣的高速旋轉(zhuǎn)形成負壓，連空中的海鳥也被瞬間吸入深淵。

迄今為止，這個大旋渦的成因仍然是個謎。有的科學(xué)家認為，大旋渦可能與海底洞穴相通，因“浴盆效應(yīng)”而產(chǎn)生。但缺少實證，至今并沒發(fā)現(xiàn)什么海底洞穴。從流體力學(xué)來分析，湍流形成渦旋需滿足下面幾個條件：流體的雷諾數(shù)(與黏滯有關(guān)的特性)大于某個特定的臨界值；獨特的水道和邊界條件；流體及潮汐的高速流動。按照現(xiàn)代的觀點，大旋渦附近的海洋地理環(huán)境剛好滿足了上述幾個條件，而且數(shù)百年不變，這個“永駐性”大旋渦自然而然也就形成了。

麥爾斯特倫大旋渦實在是世界上最令人恐怖的景象之一。遠在數(shù)公里之外，便能聽到其尖厲的嘶叫，“比尼亞加拉大瀑布更為駭人”。這不啻是挪威西海岸的又一個“魔鬼”。

同樣可以肯定，借助于前年建立的Argo全球海洋實時觀測網(wǎng)和海洋監(jiān)測衛(wèi)星技術(shù)，麥爾斯特倫大旋渦的秘密也將不復(fù)存在。

如今，殘暴的北歐海盜早已消失，但挪威的“魔鬼海岸”依然如故。其中的許多未解之謎仍有待人們借助新技術(shù)去解讀。至于挪威水下有不腐的干尸等等網(wǎng)上的傳聞，并無佐證，也未見如實的報道，反而多有令人生疑的不科學(xué)之處。如：海底的水會“純凈”到?jīng)]有任何微生物以至于連尸體也不腐爛嗎?旋渦中的水既不補充也不流失總在循環(huán)嗎?水中會有“干”尸嗎?諸如此類的常識性錯誤說明：那些傳聞純屬無稽之談。(文章代碼：0812)

[責(zé)任編輯]趙菲