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2012-04-29 00:44:03羅千淘

大自然探索訂閱 2012年3期 收藏

關(guān)鍵詞：湖底死海泉眼

羅千淘

寂靜水域

在希伯來(lái)語(yǔ)中，死海又被稱為“鹽?！保挥谖鱽喌陌屠账固?、以色列和約旦之間，是一個(gè)內(nèi)陸鹽湖。死海的湖面海拔在海平面以下，為423米，是地球上海拔最低的湖泊，湖畔的陸地則是地球上海拔最低的地表，死海也因此被人們稱作“世界的肚臍”。從地質(zhì)上來(lái)看，死海位于東非大裂谷北部延伸區(qū)域，地殼在這里下陷形成了約旦裂谷，約旦河從北往南注入死海。關(guān)于死海低海拔的成因，學(xué)界有兩種假說(shuō)：較老的一種假說(shuō)認(rèn)為，死海位于裂谷帶，是紅海裂谷或東非大裂谷的延伸部分；近年出現(xiàn)的一種新的假說(shuō)則認(rèn)為，死海盆地是死海斷層在這里形成的地殼下沉塌陷。

大約300萬(wàn)年前，現(xiàn)在的約旦河谷、死海和阿拉伯旱河谷一帶被地中海泛濫的洪水反復(fù)淹沒，海水侵蝕出了一條狹長(zhǎng)而彎曲的連接內(nèi)陸和海洋的凹地，就是現(xiàn)在的耶斯列山谷。隨著氣候變化，洪水在山谷里來(lái)來(lái)去去，不僅占據(jù)了死海裂谷，還在谷底沉淀了3000米厚的鹽層。大約200萬(wàn)年前，位于裂谷和地中海之間的陸地上升，隔斷了地中海與內(nèi)陸的聯(lián)系，海水不再進(jìn)入內(nèi)陸，內(nèi)陸存留的海水便形成了一個(gè)湖泊，這就是阿莫拉湖，是一個(gè)鹽度不高的大湖，范圍從今天死海以北100千米延伸至以南80千米。隨著氣候變得越來(lái)越干旱，阿莫拉湖湖水不斷蒸發(fā)，鹽度不斷升高，最后萎縮成了我們今天看到的死海。

如今，死海的東面是約旦高地，西面是猶太山地，這里地處沙漠，長(zhǎng)年陽(yáng)光充足，氣候異常干熱，夏季平均氣溫為32～39℃，冬季平均氣溫也能達(dá)到21～23℃。這里降雨非常稀少，北部年平均降水量為100毫米，南部?jī)H為50毫米。所以，盡管死海沒有出口，每年卻能蒸發(fā)掉1400毫米湖水，死海最主要的水源——約旦河注入的水量幾乎都被蒸發(fā)掉了，剩下的湖水鹽度越來(lái)越高。

在1978年以前，由于水體溫度、密度和鹽度的不同，死海大體可以分為上下兩個(gè)水層：從湖面到約35米深處是上水層，水體溫度隨著季節(jié)更替在19～37℃之間變化，鹽度低于300‰，富含硫酸鹽與碳酸氫鹽；35米之下為下水層，常年保持著22℃的水溫，鹽度332‰，富含硫化物、鎂、鉀、氯、溴等礦物質(zhì)。在靠近湖底的地方，由于氯化鈉已經(jīng)完全飽和，不能溶解的鹽分析出，沉淀到湖底。

然而，從20世紀(jì)60年代初期開始，由于約旦河沿岸發(fā)展大規(guī)模的農(nóng)業(yè)灌溉，導(dǎo)致注入死海的水量不斷下降。到1975年，死海上層水體的鹽度超過(guò)下層。到1978年，死海上下兩層水體開始發(fā)生混合，這是千百年來(lái)死海水體第一次變得鹽度上下均勻，約為337‰，為一般海水的8.6倍，成為世界上鹽度第二大的水域。在這片又濃又咸的水域，含氧量極低，任何水生植物和魚蝦都不能存活，鳥類等動(dòng)物也不來(lái)這里喝水，甚至在湖畔也極少有植被生長(zhǎng)。如果沒有人類的活動(dòng)，死海將是死一般的寂靜。

療養(yǎng)勝地

死海對(duì)大多數(shù)生命都顯露出了無(wú)比的殘酷，但對(duì)人類卻眷顧有加。據(jù)死海西岸巖洞中出土的《死海文書》記載，兩千年前，羅馬帝國(guó)的遠(yuǎn)征軍來(lái)到死海附近，一舉擊潰當(dāng)?shù)氐耐林耍⒆カ@了一群俘虜。羅馬軍隊(duì)統(tǒng)帥下令把俘虜投進(jìn)死海淹死。然而，奇怪的事情發(fā)生了：俘虜們一個(gè)個(gè)漂浮在水面上，竟然都沒有沉下去。統(tǒng)帥認(rèn)為有神靈在保佑這些俘虜，于是釋放了他們。今天我們都知道，這就是“死?，F(xiàn)象”：死海的鹽度高，比重超過(guò)人體比重，人在死海中會(huì)被湖水的浮力托住，不會(huì)下沉。

如今，每年有幾十萬(wàn)游客到死海度假療養(yǎng)。死海湖水中含有的各種礦物NxCA，的皮膚和關(guān)節(jié)都有好處。湖水富含獨(dú)特的氧化鹽(含鎂、鈉、鉀、鈣和溴等)，湖底的黑色泥漿不僅能清潔皮膚，還能消炎殺菌，治療牛皮癬、白癜風(fēng)等皮膚頑疾。經(jīng)常在死海中浸泡，可以治療關(guān)節(jié)炎，舒緩壓力，恢復(fù)精力和健康。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織研究顯示，人在死海中浸泡1小時(shí)，相當(dāng)于睡眠8小時(shí)得到的休息。死海的環(huán)境對(duì)人的呼吸道疾病也有好處。低海拔形成的高氣壓使得死?？諝庵械暮趿亢芨?，干燥富氧的空氣讓人感到呼吸順暢，空氣中的溴以其其有鎮(zhèn)靜療效而聞名，它在死海周圍空氣中的密度比在地球其他任何地方高出約20倍。在死海中游泳，即使暴露在陽(yáng)光下，也不容易受到紫外線的傷害，因?yàn)楹嬲趄v的水汽以及水汽中攜帶的礦物質(zhì)形成天然濾網(wǎng)，可以阻隔紫外線，避免皮膚受到侵害。每當(dāng)度假季節(jié)來(lái)臨，死海沿岸的療養(yǎng)院里就會(huì)聚集起來(lái)自世界各地的人們，人們或者躺在水面上讀書看報(bào)，或者全身涂滿泥漿在岸邊曬太陽(yáng)，形成一幅奇趣的畫面。

不過(guò)，死海高鹽度的湖水對(duì)人的眼睛和腸胃?jìng)艽?，哪怕只濺一滴湖水到眼里，也會(huì)讓人有燒灼的感覺，而喝進(jìn)一口湖水則會(huì)引起強(qiáng)烈的腸胃不適。在死海里泡澡，—個(gè)平時(shí)不會(huì)注意的皮膚小傷口都會(huì)被湖水刺激得疼痛難忍。盡管這樣，只要懂得適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，在死海中漂浮還是一件又愜意又利于健康的事情。

死海不死

近年來(lái)，科學(xué)家在死海湖面上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)個(gè)哿陘的同心圓漣漪。這意昧者什么?要想了解富含鹽分的死海深處是否發(fā)生了神奇的事情，必須潛入水下，而這是—件相當(dāng)危險(xiǎn)的事情，因?yàn)樵诟啕}度的水體里潛水，潛水者需要佩戴面罩以保護(hù)眼睛和嘴，否則不小心嗆入死海的鹽水，就會(huì)使喉嚨膨脹，導(dǎo)致窒息。濃鹽水還會(huì)灼燒眼睛，嚴(yán)重者可致失明。正因此，在死海游泳的人極少把整個(gè)身體浸入水中。

2011年，一組來(lái)自德國(guó)和以色列的具有豐富潛水經(jīng)驗(yàn)的潛水員和科學(xué)家，借助高科技設(shè)備，潛入死海湖底一探究竟。他們發(fā)現(xiàn)，在死海湖底分布著許多神奇的泉眼，淡水不斷地從那里涌出。這些泉眼綿延數(shù)百米，直徑約15米，深約20米，內(nèi)壁陡峭而平整，可以看到沉積下來(lái)的一層層的礦物和沙石。泉水噴涌，攪動(dòng)湖底的鹽水不斷翻卷，形成幻影般的水流效果?？茖W(xué)家專門設(shè)計(jì)了一個(gè)電腦模型，用來(lái)模擬泉水的涌流，以便更準(zhǔn)確地判斷每年究竟有多少淡水通過(guò)泉眼流人死海。

更神奇的是，這些有趣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)正是新生命誕生的地方。事實(shí)上，生物學(xué)家早在20世紀(jì)30年代就發(fā)現(xiàn)死海中存在微生物，開始認(rèn)識(shí)到將死海稱為“死?！笔遣磺‘?dāng)?shù)?。在死海的鹽水中，快樂(lè)地生活著大量微生物，每毫升湖水中含有1000～10000個(gè)，雖然大大低于其他海水的生命含量，但對(duì)于死海這樣高鹽度的水體來(lái)說(shuō)，數(shù)量十分可觀。這次科考更進(jìn)一步證實(shí)了“死海不死”的傳奇。潛水員發(fā)現(xiàn)，雖然在新發(fā)現(xiàn)的這些泉眼附近沒有魚類的蹤跡，但在廣袤的湖底，像地毯—樣鋪滿了各種微生物，其中有新發(fā)現(xiàn)的種類，有些微生物科學(xué)家之前并不知道它們能在如此高鹽度的水體中生存。泉眼上部被綠色的生物膜所覆蓋——棲息在泉眼上部的微生物吃掉硫化物，形成白色的生物膜。在死海底部，微生物不僅能依靠陽(yáng)光和硫化物發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物為生，并且，根據(jù)科學(xué)家的推斷，它們還能應(yīng)對(duì)泉眼附近

不斷變換的淡水與鹽水的交替沖擊。

有科學(xué)家曾指出，喜鹽生物放入淡水中將無(wú)法生存，反之亦然。那么，生活在死海底部的生物是如何在不斷變化鹽度的水體中繁衍生存的呢?這讓人聯(lián)想到生活在海底火山口附近的生物也承受著相似的考驗(yàn)，因?yàn)榭拷鹕娇诘暮Ｋ疁乇戎車涞暮Ｋ邤?shù)百上千攝氏度，生活在那里的生物必須擁有適應(yīng)急劇變化的水溫的本領(lǐng)。這印證了生物學(xué)界的一句名言：生命總會(huì)找到一種方式存在。

多舛命運(yùn)

2011年，科學(xué)家在死海的湖心進(jìn)行鉆探，獲取了湖底1000米深處的巖心?？茖W(xué)家過(guò)去一直認(rèn)為死海中含有大量鹽分，可以阻止湖水完全蒸發(fā)，死海不會(huì)徹底干涸。然而，對(duì)新鉆取的巖心的研究卻證明，大約在12萬(wàn)年前，死海一度徹底干涸過(guò)。

巖心是由黑白相間的一層層沉積物組成的，黑色層代表冬季洪水泛濫帶來(lái)的泥沙，白色層代表因夏季湖水蒸發(fā)退縮而沉淀的富含碳酸鈣物質(zhì)。因此，巖心就是氣候變化的真實(shí)記錄。對(duì)巖心的研究發(fā)現(xiàn)，在死海湖底鹽層之中有一層鵝卵石沉積，很可能是湖水干涸后形成的。12萬(wàn)年前，地球正處于間冰期(間冰期指處于兩個(gè)冰河期之間的時(shí)期，氣候比較溫暖干燥，而冰河期則比較濕潤(rùn)寒冷)。在冰河期，由于注入水源增加，蒸發(fā)量減少，死海的湖面增大；而在溫暖干燥的間冰期，湖面縮小。前文提到的古阿拉莫湖，就是在26000年以前的冰河期形成的，湖面面積達(dá)到最大值，海拔比現(xiàn)在高260米，顯示當(dāng)時(shí)中東地區(qū)的氣候非常濕潤(rùn)。而在大約12萬(wàn)年前，處于埃姆問(wèn)冰期的死海卻干涸得只剩下鹽層和鵝卵石灘。

盡管接下來(lái)的地質(zhì)沉積層顯示水再次流入死海，并形成了波瀾壯闊的古湖泊，但科學(xué)家依然十分擔(dān)憂死海未來(lái)的命運(yùn)。在12萬(wàn)年前的溫暖問(wèn)冰期，人類活動(dòng)還不可能對(duì)死海造成明顯影響。然而，在如今，地球和12萬(wàn)年前一樣處于間冰期，而人類活動(dòng)已經(jīng)對(duì)死海造成了重大影響。從1947年到2000年，死海的長(zhǎng)度從80千米縮減為55千米，最寬處從18千米縮減為14千米，湖面面積從1030平方千米縮減為680平方千米。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是，約旦河作為死海最主要的水源，大量的河水被現(xiàn)代沿河的城市攔截，包括生活用水、工業(yè)用水和大規(guī)模的農(nóng)業(yè)灌溉，這使得主要依靠約旦河淡水注入來(lái)平衡蒸發(fā)掉的水量的死海變得入不敷出，漸漸萎縮，在南湖與北湖分離后，南湖幾乎已經(jīng)消失了。根據(jù)現(xiàn)有情況，大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為死海正在緩慢“死亡”，并估計(jì)它將于2050年再度干涸。

不過(guò)，根據(jù)一種新的假說(shuō)，死?；蛟S會(huì)在未來(lái)變成世界大洋。該假說(shuō)認(rèn)為，死海位于著名的敘利亞一非洲大斷裂帶的最低處，這個(gè)大斷裂帶還處于幼年時(shí)期，總有一天，死海底部會(huì)產(chǎn)生裂縫并不斷擴(kuò)大，從地殼深處源源冒出的海水將使死海生長(zhǎng)為一個(gè)新的海洋。

即使這種假說(shuō)成立，即使死海在未來(lái)會(huì)變成世界大洋，但人們還是得面對(duì)現(xiàn)有的問(wèn)題。約旦于2009年5月宣布，該國(guó)將實(shí)施“約旦國(guó)紅海發(fā)展工程汁劃”，這是一個(gè)將紅海海水通過(guò)在亞喀巴灣修建通道的方式引入死海的計(jì)劃，預(yù)汁在2010年完成設(shè)計(jì)，在2017年完成施工。這一引人注目的舉措對(duì)死海的作用究竟是拯救還是毀滅，目前尚無(wú)定論。

生存在極端環(huán)境中的古生菌

所有的生命形式可以劃分為三大類：真核生物(包括植物、動(dòng)物、真菌及其他生物)、細(xì)菌和古生菌。其中，古生菌是在1977年才被作為單獨(dú)的類別進(jìn)行歸類的。古生菌往往只生存在極端環(huán)境中，如海底熱液口附近、高鹽度的湖泊中，以及有毒的礦渣里。古生菌還被稱為“活化石菌”，因?yàn)樗鼈兊臈h(huán)境類似于早期的地球環(huán)境，即高熱、高鹽度和強(qiáng)酸，在那樣的極端環(huán)境下其他動(dòng)植物都無(wú)法生存，只有這種奇異的微生物可以存活、進(jìn)化，且在地球上一度占據(jù)統(tǒng)治地位，它們很可能是地球上最古老的生命形式。古生菌的形態(tài)各異，有球狀、桿狀、塊狀等，由于菌體通常小于1微米，需要借助顯微鏡才能看清楚。古生菌是原核生物，像細(xì)菌一樣沒有核膜，其DNA也以環(huán)狀形式存在。

在死海中發(fā)現(xiàn)的微生物幾乎都屬于古生菌，其中有一種極端嗜鹽古生菌，其菌體呈紫紅色，它便是上世紀(jì)80年代在死海中迅速繁殖，將死海水體染紅的“肇事者”。在最近的死海潛水考察中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種生存在死海底部的泉眼附近的微生物，稱之為“盒狀嗜鹽菌”，是一種極端嗜鹽古生菌。通常情況下，高濃度的鹽分會(huì)使大多數(shù)蛋白質(zhì)脫水，但盒狀嗜鹽菌的蛋白具有防止鹽侵害的特質(zhì)。這種蛋白叫“鐵氧化還原蛋白”，呈咖啡杯狀，其“柄”上具有帶負(fù)電的氨基酸結(jié)構(gòu)單元，對(duì)一端帶正電而另一端帶負(fù)電的水分子具有特殊的吸引力，能夠從鹽分很高的死海海水中奪取水分子。所以，即使在高濃度的鹽水里，菌體也不會(huì)脫水，能夠存活下來(lái)。除了極端嗜鹽茵，古生菌還包括產(chǎn)甲烷菌、極端嗜熱茵和嗜熱嗜酸菌等。產(chǎn)甲烷菌主要生活在極度缺氧的沼澤淤泥中，甚至生活在牛、白蟻和海洋生物的體內(nèi)，可產(chǎn)生甲烷。極端嗜熱菌偏愛80℃以上的高溫環(huán)境，主要生存在溫泉、火山口附近、地?zé)釁^(qū)土壤，以及海底熱液口附近。嗜熱嗜酸菌生長(zhǎng)在火山區(qū)或者含硫非常豐富的地區(qū)。此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了極端嗜堿菌、極端嗜壓菌和極端嗜冷菌等。

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