登陆注册
8580700000022

第22章 海水为何能“粘”船(节选)

沈农夫

海水密度一大,浮力就大。加上这“密度跃层”又有几米厚,这么厚的“屏障”,再加上均衡好的潜艇在水下力矩又小,因此,就被这“液体海底”托住了。

100多年前,在大西洋西北洋面上,有一艘渔船正在进行捕捞作业。渔船把网撒到海里,便拖着渔网前进。突然,船速明显降低,仿佛从沙滩上奔向大海的人一下水就走不动似的。

船员们大吃一惊,脑海里立刻闪现出一系列海怪的传说,莫非自己的船被海怪攫住了,恐怖感立刻笼罩全船。

船长命令全速前进。可是任凭机器怎么吼,螺旋桨怎么转,这船却一步也不能移动了。会不会是渔网拖住了什么东西?

船长下令:“收网!”

船员们拼命地往上拉渔网。可是,越拉,大家越害怕:从来都是撒开的渔网,今天却被卷成长长的一缕,仿佛有一只巨手扯着渔网,要把渔船拖向可怕的深渊。

“弃网!”船长胆怯地下令。

船员们操起斧头,三下两下就把渔网砍断了。然而,这一切都无济于事,渔船仿佛被粘性无穷的胶水粘住了,一点也动弹不了。

船员们惊恐万状,有的祈祷上帝保佑,有的哀求海怪宽恕……正当船员们绝望的时候,突然有人发现渔船开始动弹了,起先是慢慢移动,接着越来越快,终于脱离了这个令人恐怖的地方。

渔船返港了。船员们向亲人诉说着这次奇遇。可船为什么会被海水“粘”住?他们除了解释是海怪作祟外,谁也说不清到底是怎么回事。

无独有偶,海水“粘”船的事也被挪威著名探险家南森遇到了。

自小就立志做一个北极探险者的南森,为了证实北冰洋里有一条向西的海流经过北极再流到格陵兰岛的东岸,不顾亲人的劝阻,设计制造了一条没有龙骨、没有机器的漂流船。这条船好像切成两半的椰子壳,船壁坚厚,船头上伸出一根又粗又硬的长角。南森给船命名为“弗雷姆”号,翻译成中文就是“前进”号。

1893年6月19日,南森率船从奥斯陆港出发向北极方向驶去。8月29日,当船行驶到俄国喀拉海的泰梅尔半岛沿岸时,突然走不动了,船被海水“粘”住了。

顿时,船上一片混乱,有的在绝望地呻吟,有的在祈祷:“死水,死亡之水呀,我们就要葬身在这里了,上帝救救我们吧!”

毕竟是探险家,南森却没有一丝惊慌的表情。他环视了海面,只见四周风平浪静,离岸也很远,不是搁浅,也没有触礁。那么,问题出在哪里呢?南森想,可能就是碰上传说中的“死水”了。他认真测量了不同深度的海水,记录下了观测的结果。

船员们对南森的行动不解,有人问:“队长,你在海水里测了半天,这到底是怎么回事?海水里有海怪吗?”

南森回答道:“不是海怪作祟。这‘死水’的奥秘总有一天会弄明白的。”

不一会儿,海上刮起了风,“弗雷姆”号风满帆张又开始移动。

船员们欢呼雀跃,庆幸自己死里逃生。

此时,南森仍在琢磨着。他发现,当船停在“死水”区不能挪动一步时,那里的海水是分层的,靠近海面是一层不深的淡水,下面才是咸咸的海水。他想,船被海水“粘”住的原因可能在此。

南森在寒冷的北极海洋中漂流了3年零2个月,终于弄清了北冰洋中心区的冰层和极地冷水下面,确实有大西洋流来的一条海流;同时,他还总结了浮冰的规律。

1896年8月15日,南森经历了千辛万苦之后,终车回到了挪威。

他没有陶醉在一片恭维声中,而是请来了海洋学家埃克曼,共同探索“死水”的奥秘,终于弄清了其中的道理。

原来,海水的密度各处不同。一般说来,温度高的海水密度小,而温度低的海水密度大;盐度低的海水密度小,而盐度高的海水密度大。如果一个海域里有两种密度的海水同时存在,那么,密度小的海水就会集聚在密度大的海水上面,使海水成层分布。这上下层之间形成一个屏障,叫“密度跃层”。这“密度跃层”有的厚达几米。这种稳定的“密度跃层”可以把海水分成两种水团,分别位于跃层的上下,并以跃层作为界面。如果有某种外力(如月亮、太阳的引潮力,风、海流的摩擦力等)作用在界面上,界面就会产生波浪。这种波浪处于海面以下,人的肉眼完全看不见,因此称之为内波。

在海岸附近,江河入海口处,常常形成“冲淡水”,盐度和密度显著降低,它们的下面如果是密度大、盐度高的海水,就会形成“密度跃层”。夏季寒冷地区海上浮冰融化了,含盐低的水层浮动在高盐高密度的海水之上时,也会形成“密度跃层”。南森遇到的就是后一种情况。

一旦上层水的厚度等于船只的吃水深度时,如果船的航速比较低,船的螺旋桨的搅动就会在“密度跃层”上产生内波,内波的运动方向同船航行方向相反,内波的阻力就会迅速增加,船速就会减低下来,船就像被海水“粘”住似的寸步难行。当年南森的“弗雷姆”号被“粘”住时,船速就由4、5节突然降低到1节。后来,是风的推力超过了内波的“粘”力,才使南森的船脱险。

“死水”区的内波,由于水质运动的方向不同,不但会把渔船的渔网拧成一缕,还会使船舵失灵,甚至会使船只迷航。

科学家经过计算,得出内波的速度一般在2节左右,如果航速大大超过内波速度时,海水就无法把船“粘”住了。如今舰船速度大大超过内波速度,因而海水“粘”船现象就成为了历史。

虽说“密度跃层”产生的一般性的内波“粘”不住现代舰船了,可“密度跃层”却能压住水中下潜的潜艇。

一次,有一艘潜艇奉命巡航,来到预定海域后,潜艇均衡完毕,艇长下达了下潜的命令。不一会儿,潜艇顺利下潜,5米、10米、20米……一直到40米时都很正常,当潜艇下潜到50米时,升降舵手报告说,已经到达海底了。艇长说:“不对呀,这个海区深度100多米,怎么下潜一半就到底了呢?”

艇长下令停车检查,深度计完好无损,其他仪器也都正常。到底是怎么回事呢?

艇长一拍脑门:“准是碰上‘液体海底’啦!”

果不其然,这艘潜艇被“液体海底”托住了。

“液体海底”就是“密度跃层”。海水密度一大,浮力就大。加上这“密度跃层”又有几米厚,这么厚的“屏障”,再加上均衡好的潜艇在水下力矩又小,因此,就被这“液体海底”托住了。

这时,只要潜艇用升降舵造一个倾角,开足马力,就可以摆脱“液体海底”的巨掌。

虽然“密度跃层”已不能“粘”住现代舰船,但对“密度跃层”的研究却极有军事价值。“密度跃层”厚达几米,海水的密度增大,仿佛筑起一道厚厚的“墙”,声纳发出的声波碰到这堵“墙”,就被反弹回去。当潜艇遇到水面舰艇的追捕时,如果钻到“密度跃层”下面,水面舰艇声纳发出的声波穿透不了“密度跃层”,就会成为“聋子”和“哑子”,而潜艇却能安全撤离或发起反击。

在“密度跃层”中,跃层的上下界面使声波产生折射,造成声波只能在“密度跃层”中向前传播,于是形成了一条水下“声道”。声波在声道中衰减很少,可谓畅通无阻,传播的速度和距离令人惊叹。

1960年3月1日,在澳大利亚西南附近海中投下6枚深水炸弹,爆炸声波在水下1200米的“声道”里向外传播,绕过好望角,折向赤道,经3小时43分钟,被北半球百慕大群岛的水声站收到。爆炸声波传播绕地球半圈,并无明显减弱。可见声道真是声波传播的“高速公路”。

利用“密度跃层”中的“声道”,可以进行远距离水下通讯。

例如在海军基地装上水下测听和通讯系统,远航的潜艇装备相应的设备,就可以与基地指挥机关进行通讯联络,最大通讯距离可达4000多公里。

另外,由于“密度跃层”如屏障横亘海中,影响了上下层海水交换,造成下层海水缺乏溶解氧,再加上硫细菌使沉积海底的大量有机物产生高浓度的硫化氢气体,海洋生物难以在下层海水中生存。因此,“密度跃层”强烈的地方,生物主要生活在上层海水中。而且,内波引起的水文变化,迫使海洋生物活动的区域和范围也发生变化。

可见,对“密度跃层”的研究,在军事和经济上都有重要意义。

作者简介

沈农夫,科普作家。他擅长对奇奥的科学现象进行整理、归纳,以通俗而生动的语言展示给读者,并进一步引出其中的科学道理。其文章读来趣味盎然、引人入胜。

心香一瓣

“无限风景在险峰”,只有不畏艰险、勇于探索的人,才能领略科学领域最为奇特瑰丽的风景。

人类正是在与大自然的反复较量中,才探索出了大自然中那些隐藏的秘密,让科学原理为人类造福。

人类对海水“粘”船秘密的探索,还启示我们,把握事物之间的因果联系是科学研究的一个重要任务,只有巧妙利用事物间的联系才能为人类造福。

同类推荐
  • 人艺情怀

    人艺情怀

    没有演出的剧本是“文学”;没有观众的演出是“彩排”;演出有了观众的喜欢并纷纷品头论足展开讨论,它的意义远非是一般的演出而是艺术活动了。子叶参与了人艺的艺术活动,并将她的感受记录下来、结集出版,这着实是对话剧的喜爱、对人艺的喜爱使然。感谢她的投入与参与,感谢她的辛勤笔耕。更应该向她学习!
  • 我们是兄弟姐妹

    我们是兄弟姐妹

    本书主要内容包括:传家宝、水的故事、伟大的爱国者、给志愿军捐战斗机的人、重逢、白衣圣者、月亮母亲、我是孔子的弟子、在航校的日子、生命的接力赛、车祸发生以后、大爱无疆、寻找匿名者、南疆的“国语小学”、“草原保尔”崔志永、牵念的家等等。
  • 感悟母爱

    感悟母爱

    本书讲述了一系列关于母爱的故事,包括《母亲的鞋架》、《生命的支点》、《与爱同在》、《承载生命之路》、《送盒饭的母亲》、《守候》等文。
  • 斑色如陶(在场主义散文丛书)

    斑色如陶(在场主义散文丛书)

    《斑色如陶》是作者近年来的散文优秀作品的结集。作者以朴实|智慧的语言,记述了往日的生活轨迹,字里行间可见作者对生活的深切体验。
  • 世界散文经典:东方卷1

    世界散文经典:东方卷1

    人类创造了文明和文化,人在文明和文化中生存,文明和文化同时制约着人。人是文化动物,去掉了人身上的文化,或者说人丧失了创造文明和文化的能力,人就不成其为人了。这是人唯一区别于动物的要著所在。
热门推荐
  • 致命的信
  • 如果爱情不出轨

    如果爱情不出轨

    如果爱情不出轨,可他们的爱情却出轨了。一场爱情,一身伤;一张婚纸,至爱,为人妻;一张契约,孽爱,为情人;宋荣轩她深爱的爱人,沈峻熙深爱着她不放的恶魔,究竟谁才是她一生的依靠?究竟又是谁把她推进这无边无尽的痛苦深崖里,无力挣脱?爱情与婚姻;爱人和情人;出轨与忠诚;隐瞒的身世,意外的死亡,一场场说不出口的伤在她心口慢慢堆积,直到无法承受······沈峻熙你就是一个魔鬼,彻彻底底的恶鬼,你已经把我害到家破人亡到底还想怎么样啊?求你把儿子还给我,求你了!嫁给我,只要你答应嫁给我!一个情字引起的爱恨情仇,如果都只是为了一个情字,哪又是谁错了呢?如果非要找出一个错,那就是爱上了一个不应该爱的人。
  • 天命西游

    天命西游

    天地有劫,一会元一始出。大唐天朝贞观治下,魔劫又降,三界之间,无一人可幸免。幸而天眼有怜,念苍生社稷,遂有十二天命子弟,排除万难,为拯救天下,历万千阻难,集三界之力,力斗魔劫。只是人劫易破,天劫何解。天下苍生命运如何,十二义士又将何去何从?
  • 品德内涵

    品德内涵

    歌德说:“名言集和格言集是社会上最大的财宝——只要懂得在适当的场合把前者带进会话里,在适当的时间唤起对后者的记忆。我们人类社会那些出类拔萃的名家巨人,在推动人类社会向前不断发展的同时,也给我们留下了宝贵的物质财富。他们通过自身的体验和观察研究,还给我们留下了许多有益的经验和感悟,他们将其付诸语言表达出来,被称之为名言或格言,其中蕴含并闪耀着智慧的光芒,成为世人宝贵的精神财富。人们将之作为座右铭,产生着无限的灵感、启发、智慧和力量,从而成为人生的航灯。作为人生的追求者,茫茫人海,关键在于找到属于自己的名家导师,关键在于找到鼓舞自己的名言警句,当然,最关键的是在这些金玉良言的指导下付诸切实的行动。
  • 你被写在我的爱情里

    你被写在我的爱情里

    被心怀不轨的姐姐设计,我成了众人眼里的神经病,她是众人眼里变态的神经病,是害了白家小姐的凶手。只有他,白家小姐的未婚夫,她的二叔顾司成,淡淡的说了一句。“那不重要。”于是,稀里糊涂的,徐青蔓就从寄人篱下的陪嫁女摇身一变成了顾二夫人。没有祝福,没有婚礼,只有一个众人眼里无权无势的草包顾二爷。
  • 上元夜忆长安

    上元夜忆长安

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 冷酷少女的恋爱史

    冷酷少女的恋爱史

    她们是一个拥有着天使外貌魔鬼身材的绝色少女,拥着天才之称。她,冰冷,但只针对陌生人和敌人;她,表里不一,不愿意让人看见自己脆弱的一面;她,活泼可爱,但是心思缜密。她们是世界第一大帮“寒冰宫”宫主。他们是有着尊贵身份的美男。他,一座冰山,让人难以靠近;他,邪肆不羁;他,温柔,却只是对他妹妹一人的宠溺。他们的相遇,又会擦出怎样的火花;命运又会将他们带向何方……
  • 邪魅首席的小宠妻

    邪魅首席的小宠妻

    她只是拿人钱财与人消灾,遇上冷酷无情的安冽烈,是她命中的劫数。为了钱,她强颜欢笑,曲意逢迎,却换来男人更强烈的鄙视和更无情的蹂躏。他一直认为,只有让她更痛,他才会更痛快。她隐忍承欢,他粗暴掠夺。可是,看着她滑落枕际的眼泪,他的心竟也会隐隐作痛。原来,在他心中,她早已不再是暖床工具。
  • 网游之邪龙逆天

    网游之邪龙逆天

    一个龙魂少年的逆天之路。
  • 网游之腹黑大神的宠妻

    网游之腹黑大神的宠妻

    “媳妇,如果活着是上帝给我的命,那上帝给我最好的恩赐就是让我遇到了你。如果陪着你是上帝给我的机会,那上帝给我最大的要求就是让我照顾你一辈子”男主如此浪漫的一面。“景墨,如果,你再有一次不相信我的时候存在,那我可能会不在存在这个世界了。因为你是我的心,如果,你再离开,我也只能逝去了。”女主的伤感。“叶晓晓,这辈子,你都别想在逃,你只能是我的。”男主如此霸气的一面。“对不起,打扰一下,我想这是我的老婆,请麻烦您老滚远一点。我老婆身体不好,如果你想背上故意杀人的罪名的话,我想我不介意你继续纠缠我的老婆。”男主如此邪恶的一面。“媳妇,这个叫做婚姻的坑,你还满意么?”男主如此腹黑的一面。