海洋探秘
到目前為止,科學(xué)家還沒(méi)有完全解開地球上生命的誕生之謎。有些科學(xué)家提出假說(shuō),稱最早的有機(jī)分子是在一種“有機(jī)湯”里形成的,而當(dāng)時(shí)的地球大氣中并沒(méi)有氧氣;另外一些科學(xué)家想象海洋底部可能會(huì)為生命的形成提供能量;還有種可能,就是來(lái)自宇宙的化學(xué)物質(zhì)播撒到了地球。
生命的起源
不過(guò),所有科學(xué)家都同意,生命出現(xiàn)在原始海洋之中。在太陽(yáng)的紫外線作用和暴風(fēng)雨的閃電之下,生命的基礎(chǔ)物質(zhì)(包括碳、氮和氫)組合起來(lái),在仍然無(wú)法呼吸的大氣中發(fā)生變化。此后還需要10億年才會(huì)有最早的生物出現(xiàn)——藍(lán)藻。這是一場(chǎng)雙重的“革命”!藍(lán)藻能夠吸收太陽(yáng)能,以此生成生命物質(zhì),作為整個(gè)生命鏈條的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)。此外,藍(lán)藻還能排出一種“廢物”——氧氣。隨后,氧氣將逐
漸改變大氣的構(gòu)成。
最早的動(dòng)物
生命在海洋中緩慢發(fā)展。細(xì)胞不斷結(jié)合,形成日益復(fù)雜的生物。繁殖不再是簡(jiǎn)單的細(xì)胞分裂,而需要有雄性和雌性動(dòng)物結(jié)合。
有些生物喪失了吸收太陽(yáng)能的能力,它們因此需要通過(guò)進(jìn)食來(lái)維持生命——?jiǎng)游锸澜缏L(zhǎng)的冒險(xiǎn)之旅開始了。最初的動(dòng)物都是無(wú)脊椎動(dòng)物,海洋里棲息著海綿,水母和珊瑚蟲,隨后又有了軟體動(dòng)物和甲殼類動(dòng)物。最早的脊椎動(dòng)物是一些有甲殼的魚類,它們出現(xiàn)在海洋的時(shí)間遲至距今4億年的古生代,相比地球的46億年來(lái)說(shuō)實(shí)在是微不足道。
走出海洋
在古生代,生物受極度干燥的氣候所迫,最終成功地在陸地上生存下來(lái)。
不斷進(jìn)行微小的調(diào)整以后,藻類離開了海洋,苔蘚和蕨類的祖先誕生了。在動(dòng)物界,最早離開海洋搖籃的是兩棲動(dòng)物,它們是青蛙的祖先。隨后出現(xiàn)了爬行動(dòng)物,它們能夠在陸地上產(chǎn)卵,因此已經(jīng)完全不依靠海洋環(huán)境生存。
回歸故鄉(xiāng)
幾千萬(wàn)年后,離開了海洋的動(dòng)物有了十分遙遠(yuǎn)的后代,它們當(dāng)中有的走上了相反的路線,逐步回歸海洋。
哺乳動(dòng)物,如鯨類(鯨魚、海豚)或鰭腳類(海豹、海獅)動(dòng)物慢慢地重新征服了大海,但它們同時(shí)保留了用肺呼吸的結(jié)構(gòu)以及“陸地性”的繁殖模式。企鵝這樣的鳥類動(dòng)物也走了相同的道路,乃至于喪失了飛行能力!
一提起海洋的運(yùn)動(dòng),每個(gè)人都會(huì)想到?jīng)_上岸邊的海浪吧。海浪是度假者和沖浪者的福音。不過(guò),水手們深知,海洋的表面時(shí)刻都有激蕩的波浪。從地球的層面來(lái)看,波浪造成的海水運(yùn)動(dòng)更為顯著,人們也日益覺察到這種大規(guī)模運(yùn)動(dòng)對(duì)地球氣候造成的影響。海嘯則在時(shí)不時(shí)提醒人類,即使我們不是緊臨海邊生活,大海仍舊可以帶來(lái)十分慘痛的損失。
風(fēng)浪和涌浪
今日無(wú)風(fēng)。海面風(fēng)平浪靜!水面上只泛著小小的波紋。但這樣的景象持續(xù)不了多久。微風(fēng)吹起并越吹越大,海洋的表面也活動(dòng)了起來(lái),波浪出現(xiàn)了。起先它混亂無(wú)序,隨后會(huì)變得規(guī)整:這就是風(fēng)浪。
風(fēng)浪可以穿越很長(zhǎng)的距離,從一個(gè)洲到另一個(gè)洲也絲毫不會(huì)減弱??拷哆叺臅r(shí)候,風(fēng)浪開始減弱,形成涌浪。涌浪有時(shí)很引人矚目,可以達(dá)到15米之高(比如在夏威夷的海灘上)。
海 流
海流是一系列極為復(fù)雜的現(xiàn)象共同作用的結(jié)果。風(fēng)在此過(guò)程扮演著重要的角色,因?yàn)槭撬尯C嫔系乃\(yùn)動(dòng)起來(lái)。地球自轉(zhuǎn)決定了海流的大方向,南北半球各不相同??梢韵胂笠幌拢覀?cè)趯?duì)著一直轉(zhuǎn)動(dòng)的一碗水吹氣的畫面!
今天人們知道,海流與海水的鹽分,甚至與海水表面和深處的溫差都有很重要的關(guān)系。有的海流甚至還會(huì)周期性倒流,造成一些世界性的現(xiàn)象(比如太平洋的厄爾尼諾現(xiàn)象),在它們發(fā)生時(shí)全球的氣象狀況會(huì)發(fā)生深刻的調(diào)整。
海嘯
當(dāng)狂風(fēng)產(chǎn)生滔天巨浪,侵襲某個(gè)地區(qū),稱為“海嘯”,海嘯可能會(huì)造成可怕的災(zāi)難。還有一種海嘯,源自于日語(yǔ)“tsunami”,專指海底地震后產(chǎn)生的海嘯。2004年末,一場(chǎng)駭人的海嘯蹂躪了印度尼西亞、馬來(lái)西亞、印度和斯里蘭卡的海岸,數(shù)十萬(wàn)人因此喪命。大浪是由距離蘇門答臘島海岸30千米處的海底地震產(chǎn)生的。
海浪是怎么形成的?
在大海中央,波浪的各個(gè)不同部分都有著相同的速度??拷0兑院?,波浪的內(nèi)部因?yàn)楹5撞粩嗵嵘俣葴p慢。此時(shí),浪頭卻還在以原速度前進(jìn)。
結(jié)果,波浪向內(nèi)彎曲,碎成浪花,仿佛一個(gè)人控制不好自己的速度,向前跌倒。
在海邊,人們根據(jù)潮汐的節(jié)奏生活。
漁船在漲潮的時(shí)候出海,而當(dāng)大海退潮的時(shí)候就可以捕到魚了。想要知道潮起潮落的時(shí)間很容易,在商店或旅行社都可以買到潮汐時(shí)刻表,而且極為精確。
低潮、高潮
一條無(wú)法避開的物理法則:宇宙中的兩個(gè)天體必然相互吸引。因此,太陽(yáng)吸引著地球。之所以我們的地球沒(méi)有被太陽(yáng)吞掉,是因?yàn)榈厍驎?huì)轉(zhuǎn)動(dòng),離心力讓我們與這個(gè)大火球保持著適當(dāng)?shù)木嚯x。地球與它的衛(wèi)星月球之間也是同樣道理,月球繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)月球處于大西洋上方時(shí),它會(huì)暫時(shí)吸引大量海水。海洋因此變形,中間的水仿佛被吸了起來(lái),岸邊的水位于是便下降了,這就是低潮。
隨后會(huì)有一個(gè)釋放的階段,海洋回到最初的樣貌,這就是高潮。
“大潮”
月球與太陽(yáng)排成一條直線的時(shí)候,海洋受到月球與太陽(yáng)的共同吸引,作用就更強(qiáng)了。水手和靠海謀生的人對(duì)這種情況再熟悉不過(guò),他們將其稱為“大潮”。海水會(huì)升得很高,也會(huì)沖得很遠(yuǎn)!
月亮在海洋的正當(dāng)中的時(shí)候,它的吸引力會(huì)將海洋中央的海水抬高,對(duì)海邊來(lái)說(shuō),這就是低潮。
地中海,沒(méi)有潮汐的海
也許更準(zhǔn)確地說(shuō),地中海只有很微弱的潮汐!地中海是一片幾乎封閉的海洋,將它與大西洋相連接的,是狹窄的直布羅陀海峽。海峽寬不過(guò)幾十千米,將非洲與西班牙隔開。這么小的通道不足以讓這片美麗的藍(lán)色海洋受到大西洋潮汐的影響。
小學(xué)科學(xué)(學(xué)生版)2017年2期