探索水世界（上）

吳東東 謝巍 涂悠悠 瑪麗

從太空看，地球是藍(lán)色的。因?yàn)榈厍虮砻娲蟛糠直凰{(lán)色的海洋占據(jù)，也就是說地球表面大部分被水包裹著。水既普通又神秘。水面、水下會(huì)有哪些秘密呢？

純凈的水是無色、無味的。

溫度為4度的時(shí)候，1升水正好是1千克的重量。

水是無法壓縮和改變體積的。

在靜止?fàn)顟B(tài)下，水的表面是絕對(duì)平面，所以有個(gè)詞叫“水平”。

水沒有固定形狀，它待在什么容器里面就是什么形狀，它可圓、可方、可三角、可多邊。

無論何種形狀的連通器，水的表面都處于同一水平線。

質(zhì)量相同但溫度不同的水，體積是不一樣的。

0度時(shí)，水會(huì)結(jié)冰。因?yàn)橥葪l件下同體積的冰比水輕，所以冰會(huì)浮在水面上。

水受熱會(huì)變成水蒸氣，水蒸氣遇冷又會(huì)變成液態(tài)水。

水可以溶解很多物質(zhì)，比如鹽。海水中就含有鹽，把海水加熱蒸發(fā)后能得到白色固體——溶解在水中的鹽。

把水、水銀和油混合在一起，三種液體在數(shù)分鐘后會(huì)分層，這是因?yàn)樗鼈兊拿芏炔煌?/p>

水在天然細(xì)管（植物的莖）或人造的細(xì)管（比如毛巾）內(nèi)可以上升。這就是水的毛細(xì)作用。

雖然純凈水是絕緣的，但我們?nèi)粘Ｉ钪械淖詠硭秃Ｋ菍?dǎo)電的。自來水和海水會(huì)導(dǎo)電，是因?yàn)槠渲泻械碾s質(zhì)導(dǎo)電，所以當(dāng)我們身體還濕漉漉的時(shí)候千萬不要觸碰已經(jīng)接通電源的電器。

在淡水里

淡水湖是地球上最大的淡水庫。

世界上面積最大的淡水湖是位于美國與加拿大交界處的蘇必利爾湖，它的面積有8萬多平方千米，差不多是我國江西省面積的一半。不過，蘇必利爾湖雖然面積大，但蓄水量卻不是最大的，蓄水量最大的湖是位于俄羅斯的貝加爾湖，它最深處深達(dá)1642米。

地球上所有的湖泊、河流、雪水、地下水、冰山等加起來，全世界的淡水總量也只占地球總水量的2.8%，其余97.2%都是完全不能飲用的咸水。

地球上幾十億的人口和數(shù)不清的動(dòng)植物都靠這只占地球總水量2.8%的水活著。

在海洋里

地球表面積的75%都是海洋，海洋才是地球最大的水庫。海洋的總面積為3.6億平方千米，最深處即使放下地球上最高的珠穆朗瑪峰，距海面還有1000多米。

海水是咸水，人類飲用海水不僅不能解渴，而一且在飲用海水后，會(huì)因人體腎臟排泄不了鹽濃度過高的海水而造成人體脫水。不過，世界上很多的動(dòng)植物卻能在海水中生活和繁衍。

除了海洋在一些湖泊、沼澤以及地下也有部分咸水。

問題來了

畫面中，淡水區(qū)出現(xiàn)了一些不該出現(xiàn)的海魚，海水區(qū)也出現(xiàn)了不該出現(xiàn)的淡水魚，還有一條既能在淡水中出現(xiàn)也能在海水中出現(xiàn)的魚。把它們都找出來吧！讓爸爸媽媽打開手機(jī)中的搜索引擎，輸入魚的名字。這可是一個(gè)能和爸爸媽媽一起合作的好游戲呀！

探索水下

早在300多年前，人類就開始借助潛水服來探索水下。和現(xiàn)在靈活輕便的潛水服不同，早期的潛水服顯得笨拙可笑，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)很難完美地解決抵抗水平、供氧和大活動(dòng)范圍等問題。

托馬斯·康納利發(fā)明的潛水服不但可以讓潛水員利用攜帶的氧氣瓶在水下待上4個(gè)小時(shí)，還能利用頭部的通話裝置和岸上的人進(jìn)行即時(shí)通話。

西德尼·哈爾船長和他的伙伴聯(lián)合發(fā)明了一套潛水服。他們的發(fā)明無疑是具有歷史性的：他們在潛水服中放置的過氧化鈉能把潛水員呼出的二氧化碳還原為氧氣，這使?jié)撍畣T能反復(fù)利用有限的氧氣，從而延長潛水員在水下作業(yè)的時(shí)間。

來自澳大利亞的發(fā)明家約翰·布坎南和亞歷山大·戈登利用能伸縮的金屬材料研制出了能防水的潛水服。

約翰·萊斯布里奇發(fā)明的木桶潛水服能下潛20多米。他靠這套潛水服幫人水下打撈掙了很多錢。

來自波蘭的卡爾發(fā)明了一套能在河底行走的潛水服。他在家鄉(xiāng)的奧德河的水底行走過。

皮埃爾·雷米·博偉用鉛制作了一雙能在水中穩(wěn)定行走的鞋子，穿上這雙鞋子再穿上他發(fā)明的潛水服，便能在水中暢行。

切斯特·邁克達(dá)菲設(shè)計(jì)的表面鍍鉛潛水服重達(dá)250千克，能夠潛入深海，但需要連接一個(gè)泵把潛水服中的海水泵出，同時(shí)也需要一根連接水面的氧氣管來供氧。

約瑟夫·佩雷斯研制的潛水服有個(gè)名不副實(shí)的名字——“美人魚”，首次亮相就在尼斯湖創(chuàng)造了123米的最深潛水紀(jì)錄。

查爾斯·佩克特·德·普魯在他的潛水服中安裝了二氧化碳還原裝置，他穿著帶這種裝置的潛水服成功潛入了90米深的水中。

美克威公司發(fā)明的這套潛水服直到20世紀(jì)80年代還在廣泛使用。

水下工具

下圖這艘簡陋的潛艇是世界上第一艘潛艇，它首次亮相是在英國的泰晤士河，發(fā)明人是荷蘭人科尼利斯，現(xiàn)在只有成品圖，設(shè)計(jì)圖紙已經(jīng)失傳。據(jù)說這艘潛艇能容納多達(dá)16名乘客，可以在水下停留3小時(shí)。

美國人羅伯特研制出了一種依靠風(fēng)帆浮出水面的潛水艇，它最深能潛至水下7米，能容納數(shù)名船員，在水下停留幾個(gè)小時(shí)。

發(fā)明家威廉·鮑爾研制出了德國第一艘潛艇，它最深能下潛9.5米，精密的機(jī)械傳動(dòng)裝置靠人力驅(qū)動(dòng)。不過這艘潛艇亮相不到一年就沉沒了，好在當(dāng)時(shí)的船員都被救了上來。

波蘭科學(xué)家斯蒂芬·杰維斯基研制了一艘自行車式的單人腳踏驅(qū)動(dòng)潛水艇，它更像一個(gè)大玩具。

這艘參加過美國南北戰(zhàn)爭的潛艇“亨利號(hào)”也是靠人力驅(qū)動(dòng)的，艇內(nèi)照明靠蠟燭。不過，它在服役的第二年就在一次返航中被擊沉，成了歷史上第一艘在戰(zhàn)爭中沉沒的潛艇，這個(gè)世界紀(jì)錄可不怎么樣。

美國人布什·納爾曾研制出一艘單人潛水艇，完全靠人力驅(qū)動(dòng)，因?yàn)闆]有壓載艙，浮出水面時(shí)要手動(dòng)操作壓力水泵把壓艙水排出。這艘潛艇能在水下待30分鐘。

西班牙人奈爾西斯用橄欖木打造了一艘能在水下20米深度觀察珊瑚的潛水艇，外形好像一條魚。

第一艘安裝電力驅(qū)動(dòng)裝置的潛艇同樣出自斯蒂芬·杰維斯基，他不但安裝了潛望鏡，還安裝了水雷釋放裝置。

這艘靠輪子在海底行走的潛艇出自美國工程師西蒙·萊克之手。除了輪子，它還身負(fù)很多獨(dú)到的設(shè)計(jì)。

西蒙。萊克在他研制的另一艘潛艇里安裝了空氣閘門艙，這個(gè)裝置可以讓潛水員在水底游出潛艇作業(yè)。這個(gè)閘艙內(nèi)的氣壓可以保證水下艙門打開時(shí)，水不會(huì)進(jìn)入潛水艇。

好了，真正可以實(shí)戰(zhàn)的潛水艇出現(xiàn)了！他的發(fā)明人是來自愛爾蘭的約翰·菲利普·霍蘭。他最早在潛水艇上加裝汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，并備有蓄電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和作戰(zhàn)用的魚雷發(fā)射管、氣動(dòng)發(fā)射火炮。這些配置和設(shè)計(jì)思路直到今天還被潛艇設(shè)計(jì)所采用。

鉆井平臺(tái)

為了滿足物質(zhì)所需，人們建造了各種各樣的海上鉆井平臺(tái)來獲取更多的地球資源。這些鉆井平臺(tái)的高度從底部算起來，早就超過很多地面上的摩天大樓。

固定式鉆井平臺(tái)借助導(dǎo)管架固定在海底。支撐固定平臺(tái)的樁腿靠打樁機(jī)直接打入海底。

樁腳被釘大海底，然后用鋼絲纜繩固定住平臺(tái)，使其不受海底強(qiáng)勁海流的影響。

鉆井平臺(tái)能容納好幾百人，對(duì)于在上面工作的人來說這就是個(gè)臨時(shí)居所。工人們在海上工作、休息，一般每隔幾周回到陸地一次。

半潛式平臺(tái)由上層工作甲板、下層浮體結(jié)構(gòu)和中間立柱三部分組成。平臺(tái)作業(yè)時(shí)在浮體中注入壓艙水，使得平臺(tái)大部分沉沒于水下，以減小海浪的影響，從而進(jìn)行不同于基他平臺(tái)的深水作業(yè)。

混凝土式平臺(tái)靠自身重力穩(wěn)固地立于海中。目前世界上最大的重力平臺(tái)是挪威的巨魔天然氣平臺(tái)，有472米高。

全世界最深的鉆井平臺(tái)是墨西哥的帕迪多鉆井平臺(tái)，坐落于大西洋之上，深達(dá)2450米！這是什么概念呢？目前中國最高的樓是上海的中心大廈，樓高632米。