住在水里的火焰

陽(yáng)　君

都說(shuō)水火不相容,但在自然界里卻有不少水上起火的奇觀。這種水上之火,有星星點(diǎn)點(diǎn)的浮火,有噴達(dá)丈余的焰火,也有排山倒海的烈火。

在加勒比海北部,佛羅里達(dá)半島以東的海面上,有一個(gè)大巴哈馬島,島上有一個(gè)神秘的火湖。每當(dāng)夜幕降落,微風(fēng)過(guò)處,湖面上會(huì)泛起千萬(wàn)點(diǎn)火花,魚(yú)兒躍出水面熒光閃閃,滿身帶火。要是在夜間,泛舟湖上,輕輕搖擺的船槳會(huì)激起無(wú)數(shù)的火星,船后還會(huì)拖出一條火路。

比火湖更壯觀的是水上噴火。我國(guó)江蘇省豐縣子午河一段長(zhǎng)30多米、寬20多米的水域里,在1987年9月13日傍晚至9月16日黃昏的4天時(shí)間里,不斷噴射出高出水面達(dá)四五米的耀眼火花,并伴有呼呼的聲響,猶如五彩繽紛的節(jié)日焰火。附近的魚(yú)、蛙紛紛在火中死亡,成片成片地浮漂在通紅通紅的河面上。

而最動(dòng)人心魄的是海上的通天大火。1976年6月的一天,法國(guó)氣象工作者從氣象衛(wèi)星上接收到奇怪的彩色照片。在大西洋亞速爾島的西南方海面上,一排排山峰般的巨浪上燃燒著通天大火,使在場(chǎng)的局外人驚嘆不已。無(wú)獨(dú)有偶,1977年11月9日,在印度東南部的安德拉邦馬得里斯海灣附近的海域里,突然刮起一陣颶風(fēng),接著海浪咆哮,海面上驟然燃起了一片滾滾的通天大火,大火映照四周數(shù)十千米,目擊者無(wú)不目瞪口呆。這次大火延續(xù)了20天之久,燃燒的海水通紅沸騰,景色壯觀,令人驚心動(dòng)魄,難以忘懷。

神秘的水上起火之謎,經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的潛心研究,有些已初步揭開(kāi)。

大巴哈馬島的火湖水面上之所以火花閃閃,火星亂飛,是由于湖里生長(zhǎng)著大量的會(huì)發(fā)熒光的細(xì)菌。這種熒光極微弱,白天根本看不到,只有在夜間才能顯露出來(lái)。早在18世紀(jì),不少學(xué)者就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些細(xì)菌的發(fā)光現(xiàn)象。這些發(fā)光細(xì)菌都生活在熱帶和溫帶海洋中。在河口咸、淡水混合之處,在冷、暖水交界的海區(qū),有機(jī)物質(zhì)最為豐富,因而海洋發(fā)光細(xì)菌在這里能大量生長(zhǎng)、繁殖。它們不僅自由生活在海水中,而且也寄生、共生或腐生在魚(yú)、蝦、貝等海洋生物體上,使生物體發(fā)光。

這些細(xì)菌的發(fā)光原理不久前已為科學(xué)界所發(fā)現(xiàn)。原來(lái),在這些發(fā)光細(xì)菌的生物體內(nèi),有一種熒光素和熒光酶。熒光酶是一種生物催化劑,在它的催化下,熒光素和氧氣結(jié)合,生成氧化熒光素,其化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量以光的形式釋放出來(lái),因而就發(fā)出了光。這些發(fā)光細(xì)菌使海水發(fā)光多半由機(jī)械刺激(如海浪沖擊)產(chǎn)生,和發(fā)光細(xì)菌共生的生物體發(fā)光,則多半是受到機(jī)械、化學(xué)、電等刺激才出現(xiàn)。這樣,人們才知道,為什么船槳蕩后會(huì)熒光閃閃,魚(yú)兒跳出水面也滿身帶火了。

至于河面上噴火卻不是由于發(fā)光細(xì)菌作怪。據(jù)有關(guān)人士推測(cè),可能是在河流的地層深處,貯藏著大量的天然可燃?xì)怏w,由于地層的變動(dòng),導(dǎo)致天然氣的外泄,更由于地心熱力超過(guò)了天然氣的燃點(diǎn),以至于在噴火過(guò)程中接觸氧氣而自動(dòng)燃燒。

而海水燃燒的原因又與此不同。經(jīng)過(guò)美國(guó)、印度、俄羅斯等國(guó)科學(xué)家的共同努力,終于揭開(kāi)了海水燃燒的秘密。原來(lái),當(dāng)颶風(fēng)以每小時(shí)280千米的高速在海面上疾駛時(shí),激起滔天巨浪。風(fēng)與海水發(fā)生高速摩擦,從而產(chǎn)生巨大的能量,使水分中的氫原子和氧原子分離,在颶風(fēng)中電荷的作用下,原子便發(fā)生爆炸和燃燒。再加上空氣中氧的助燃,海面上即會(huì)燃起熊熊烈火。

利用發(fā)光細(xì)菌為人類(lèi)服務(wù)可以說(shuō)由來(lái)已久。早在1900年,法國(guó)科學(xué)家杜波尹斯用大量發(fā)光細(xì)菌,放在法國(guó)巴黎國(guó)際展覽會(huì)的光學(xué)宮大廳中,從而開(kāi)辟了人類(lèi)利用冷光的新紀(jì)元。因?yàn)榘l(fā)光細(xì)菌發(fā)出的光是冷光源,所以后來(lái)人們將發(fā)光細(xì)菌用在熱光照明可能發(fā)生嚴(yán)重爆炸危險(xiǎn)的火藥庫(kù)和采礦業(yè)。發(fā)光細(xì)菌對(duì)氧十分敏感,當(dāng)氧的濃度為十萬(wàn)分之一時(shí),發(fā)光細(xì)菌就能產(chǎn)生可測(cè)出的光,利用發(fā)光細(xì)菌的這一特性,可用作微量氧氣的檢測(cè)、過(guò)濾和濾膜孔徑的測(cè)量,并可用于金屬裂縫的檢查以及真空度的測(cè)定等。

由于麻醉劑和不少化學(xué)藥品,如乙醚、乙醇等,對(duì)細(xì)菌發(fā)光有影響,所以在醫(yī)藥工業(yè)上,發(fā)光細(xì)菌還可以用于抗菌素的檢查和毒性試驗(yàn),也可作為對(duì)麻醉劑藥品作用的檢測(cè)。此外,發(fā)光細(xì)菌還有一種最直接的用處,它可以為航船指明暗礁、淺灘、沙川和冰川,也可利用它幫助漁民尋找魚(yú)群。

至于海水燃燒,盡管它能產(chǎn)生巨大的能量,然而它由于驟然而起,具有強(qiáng)烈的破壞性,要讓它直接為人們利用,造福于人類(lèi)是很困難的。然而它也啟發(fā)了人們,在地球上能源匱乏的危機(jī)形勢(shì)下,利用海水作為能源在理論上是可行的。而且它指出了“利用高速摩擦的手段使水分子分解為燃料和助燃物質(zhì)”的正確途徑,為人類(lèi)未來(lái)以海水代替石油開(kāi)辟了廣闊而輝煌的前景。

編輯/梁宇清