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第32章 地球之谜(2)

有人清醒地指出,虽然海水淡化的确取得一定的成效,但恐怕还不容如此乐观。世界上还有许多国家在这方面的研究尚处于起步阶段。如目前海水淡化在中国这样一个人口众多、淡水资源非常紧缺的国家,应用并不广。除了人们的认识不到位之外,还有一个重要原因就是,海水淡化研究与产业结合不够紧密,缺少有力度的科技投人。中国国内一些专家们建议,为尽快实现海水淡化产业化,国家和地方应充分认识到利用和淡化海水资源对解决淡水紧缺的重要性。在此基础上,要认真研究水的规划,把海水淡化及开发利用列人水资源计划;还要积极推动产业界的介人,尽快形成海水淡化产业,以满足人们的生产和生活用水需要;在满足国内市场的同时,应该积极参与国际市场竞争。

淡化海水进入千家万户,还需要世界各国的进一步努力,但愿不久的将来,世界各地的人们,都能分享这一幸运之泉!

南极的冰盖

地球上最冷的地方就是南极。南极究竟有多冷呢?在南极极点处,美国阿蒙森——斯科特考察站的队员竖了一块木牌子,上面写着“平均气温华氏-56(折算成摄氏温度即为-79尤)。在南极的孚斯多克湖上的冰面,苏联的科学考察队员曾测到地球上有记录的最低温度:摄氏-88.3T在这样寒冷的天气下,温度计中水银都要冻结,铁桶上的焊锡也会冻裂开,细菌的繁殖受到极大的抑制。极地的考察者在参观50年前斯科特为首的探险队的极地住房时惊讶地看到:木板居然还是簇新的,留下的饼干仍适合口味,就连当年斯科特读过弃置的报纸也完全没有损坏!

如此低的气温致使总面积1400万平方公里的南极大陆,除了不到7%的地方有裸露的山岩之外,其余超过93%的地方全为冰雪所覆盖。从高空俯瞰,南极大陆是一个由隆起的中部向四周逐渐倾斜的高原,巨大而深厚的冰层就像一个银铸的大锅盖,倒扣在地球的南极。因此,人们又形象地把南极大陆上的冰层称为冰盖。南极冰盖的平均厚度为2000米,最厚的地方有3800米。当南极的冬季来临时,大陆的冰盖与周围海洋中的海冰连为一体,形成一个面积超过3300万平方公里的白色冰原,总面积超过了非洲大陆!

南极大陆被冰盖严严实实的覆盖着,这极大地增加了人类了解它真面目的难度。但无论多厚的冰雪也难以遏止人类对这“谜一样的地方”的探索欲望,参加南极考察的各国投入了大量的人力和物力,使考察工作等得了一些具有重要科学意义的成果。

近来,人们留意到媒体在报道科学家赴南极考察时,总要提到“钻取冰核”(冰芯)。为何要在南极冰原上钻取冰核呢?这是因为南极冰原埋藏着各个“冰期”以及火山喷发、风雨变化的信息。科学家认为,这些信息可为人类的病命运提供某种暗示和警告。由于南极冰盖是在低温环境下经过千百万年的日积月累形成的,因此其中记录了大量的地球演变信息,是一份珍贵的地球档案。各国科学家都十分重视对南极冰盖的研究。科学家曾利用从南极冰盖2083米深取出的冰芯,通过分析冰芯中的氧同位素、尘埃、二氧化碳以及微量元素等情况,揭示了最近16万年中的地球气候变化情况。

人们还在南极大陆发现了很多宝贵的资源。如1973年,美国在罗斯海大陆架上发现了天然气和石油。据说仅南极大陆西半部分,就可能蕴藏着相当于目前世界年产量的二至三倍的石油。此外,人们在南极还发现有金、铂、铜、镍、5铅、锰、钼和钴、铀等之类的放射性矿物约200余种。

由这一事实出发,科学家们认为南极大陆并非自古以来就是如此寒冷的,显然有过一段相当温暖的时期。为了解释这一事实,科学家们提出了一种学说,认为在1亿年前,南极大陆还是更大的陆地(冈瓦纳大陆)的一部分。在这块大陆上的许多地方,其中包括现在的南极洲在内,有着温暖的气候,生长着茂密的热带雨林。后来,开始了“海底扩张”,大陆漂移的过程。一部分大陆变成了今日的南美洲、非洲、澳洲、马达加斯加岛、塔斯马尼亚岛和印度次大陆;而另一部分则漂移到现在南极的位置上,变成了现今的冰雪世界。

证实这个大陆漂移的历史是有充分根据的。例如,考察发现澳大利亚南岸沿海的大陆架与南极洲、罗斯海陆架一带的岩层与沉积层是密切对称的,并且这种对称正是发生在人们认为两块大陆一度连在一起的地方。后来通过钻探证实,这两个地方都是大油气田所在地。

人们发现,在南极冰层里隐藏的秘密还多着哩!因为在冰层里可以发现来自宇宙的类似于宇宙尘埃的宇宙空间物质,甚至还可以发现陨石;可以发现包括实验原子弹时的人工反射性降落物,以及其他随人类生产活动而产生的各种污染物质。因此,通过冰的垂直取样,考察这些物质的分布状态,人们就可以知道,自古代到现在地球和宇宙的关系,以及近年来地球的污染程度。此外,分析冰层中所含的气体成分,还可以了解地球的古代和现代空气的组成及其变化等等。

更为神奇的是,美国科学家最近宣布,在南极腹地,他们在很深的冰层下面发现了细菌生存和繁衍的证据。就在苏联科考人员测量到地球上最低气温的南极孚斯多克湖上面的冰层里,美国科学家发现了类似于放线细菌的菌种。这种细菌通常生活在土壤里,可能是随着小块土壤被风刮到湖泊里并被埋在了那里;或者它们原本就是在湖里生长,后来被冰冻结在那里了。据介绍,这些细菌可能已经在那里呆了50万年之久。

冰雪的覆盖给人类了解南极造成了很大的困难,那么,冰的减少或消失是否就有利于人类呢?也不是,相反那将是人类的一场巨大灾难。根据科学家的计算,如果南极冰盖融化,那么海平面将平均升高50~60米。这样一来,地球上许多沿海的低海拔地区将成为一片泽国,北京的天安门广场可以行船,纽约的自由女神像也会沉人海底。

近年来,地球变暖成了热门话题,人们也将目光投向了南极——地球的冰库,并焦虑地探问着:南极冰原是否会因大气变暖而融化消失?科学研究表明与2万年前的冰川活动极大期相比较,南极大陆西部的冰层减少了约2/3,使全球海平面升高了11米。而在南极大陆的东部,冰层厚度没有多大变化。

尽管冰层减少的原因多种多样,但全球变暖被公认为是其中的一个重要因素。在整个20世纪,地球的平均气温上升了0.6~1.210而南极大陆部分地区温度升高的速度远远超过这一全球平均水平。其中,与南美洲毗邻的南极半岛情况最为严重,这片向南美洲方向延伸、长度超过1500公里的狭长陆地,气温上升的幅度是上述数字的10倍之多!尤其是在过去的50年里,至少有7个大冰架从南极半岛上消失,其中的一个冰架存在了2000多年。因此,近日一些科学家发出严正警告:南极洲一些地区的冰层正在以令人震惊的速度融化,人类在违背自然规律的情况下从事的过度工业活动,已经使地球气候变暖的情况越来越严重。

目前,全世界海平面以平均每年2毫米的速度上升。美国哥伦比亚大学拉蒙特——多尔蒂地球观测站的斯坦雅各布认为,导致海平面上升的原因可能来自南极。如果海平面大幅上升真像有些科学家推断的那样,是由气候变化造成的,那么,最直接的后果是南极西部冰原的坍塌。

美国地球物理学家罗伯特宾德斯査德勒多年来一直在研究冰川的行为。他猜测到南极西部冰原数千年来一直处于坍塌的过程中。但另一方面宾德斯査德勒承认,南极西部冰原的坍塌呈有序性,并可以预测,最终的冰原坍塌可能还过一两千年。

另有一些研究人员说,冰原坍塌进程可能早已开始。美国科罗拉多州博尔德国家冰雪研究中心的研究人员泰勒斯坎姆在对卫星图像进行分析后说,“我看到一个冰原正在树塌。”不过,他随后立即补充说,还有许多未知因素主宰着冰原的坍塌,任何变化都要经历数千年的时间。以上各种论断孰是孰非?目前科学家们正在为得出一个科学、可信的答案而努力。

通过对过去150年的气候记录进行研究,科学家们认为:“气候是头愤怒的野兽,我们正在惹它发火。”这不是杞人忧天,假如南极冰原真的因大气变暖而融化消失,那么全球海平面至少要上升50米,世界绝大部分的耕地被淹没,其后果将不堪设想。由此可见,人类致力于开发南极的同时,保护南极的课题可能更加严峻。

南北极地区是地球上最冷的地方,然而这里也最多奇趣。在极地点,不仅“南”“北”转向,而且“东”“西”碰头。如果说地理方位是人为的划分,那么极光现象则完全是大自然的造化了。

在极地万籁倶寂的夜晚,高深莫测的天穹之上,忽然会拉起了一块金丝绒般的大幕;它轻轻地抖动着,背后好像有一双隐形的巨手在操纵。正当人们惊疑之际,幕布又突然变成了一片黄绿色的原野。它的颜色、形状几乎一刻不停地变幻:有时是青灰,有时又是淡蓝。忽而被推出一道道细褶,好像天仙的裙子,忽而又拖曳着闪光的弧线,仿佛神女的彩带。它有时如猎猎旌旗,有时像万马奔腾。人们把这种在极地夜晚天空中出现的光怪陆离、变化万千的情景,称为极光。

亲眼目睹过极光的人,为它的神奇美丽所折服,也被大自然的神秘所吸引。极光作为一种古老的自然现象,一直被人们关注着,但在很长的岁月中,它无法被人了解和正确地解释。因此,极光是非常神秘的,如英文中“极光”一词为“奥罗拉”——罗马神话中的黎明女神。人们对极光的出现,产生各种反应——有的崇敬,有的畏惧;有人把它当成吉祥的预兆,欢欣雀跃,有人把它看做凶险的警示,惊慌失措,担心大祸临头。古代一些统治者也对极光的出现非常敏感、迷信,有的把它当作国泰民安的预兆,遂下令天下大赦;有的把它看成是国家战争、民族骚乱、农民起义、宫廷内讧的象征。

正因为如此,历史上留下了许多关于极光的宝贵资料。这些资料对于今天的科学研究,有着非常可贵的利用价值。

一般来说,极光多出现在南北极地区的上空,但能看到极光的地点并不固定,这取决于极光的强弱。科学家们把一年之中看到极光平均次数相同的各地用一条线连接起来,这条线就叫“极光等频线”。由于地磁极与地理极相差11度,又由于南北极的磁场不均匀,所以极光等频线是围绕地磁极的圆的线圈,它们不像人为划分的纬度线那样规则。北半球极地一带,北极光的最大等频值是243也就是说这些地方每年见到极光的天数约占全年的三分之二。中国最北的黑龙江北部,每年可望见到一次北极光;而内蒙东部、吉林北部、黑龙江南部、新疆北部大约10年才能有一次机会。当然,这里的数字并不绝对,有时可能多一些,有时可能少一些,有时甚至没有。比如1957年3月2日夜晚7点左右,在黑龙江漠河、呼玛一带,一团灿烂的红霞忽然腾空而起,瞬间化为一条弧形光带,停留达45分钟之久;同年的9月29日、30日夜,中国北纬40度以北的广大地区,也出现一次少见的北极光现象。而中国历史上见于记载的极光现象,从公元前30年到公元1975年的2000多年,只有53次。当然,无论记载还是统计,可能都不完全。

就人们所观察到的极光现象,有各种各样的形状。有的极光像探照灯光束,从地平线上升起。在1883年8月的一天,有人在英国伦敦以南的沿海一带,就发现过一次这样的极光。当时,在东北方向的地平线,升起了一束亮光,光线越来越亮,向上作放射状,地平线附近还有几朵远处的层积云与它交错。1837年,人们在加拿大与美国交界处的多伦多湖和安大略湖之间的小岛上,也看到从东方水平线上直升到天顶的一道白色亮光柱,亮光稳定,并且缓缓地向西运动,一直占据着从地平线到天顶的空间;后来,光柱先是上部逐渐消失,最后整体消失了。还有的极光呈弧形,跨越整个天空,由地平线的一端到地平线的另一端。1903年8月21日,有人在美国纽约北部一带,就发现了这样一次奇异的极光。当时人们看到,有两道明显的光孤横贯天空,在天顶附近以大角度互相交叉。其实,极光的形状还有多种多样,这里举的不过是几种比较典型的。

极光的颜色绚丽斑斓,有时呈绿色,有时为橙黄,有时则鲜红,有时几种颜色不断变换着。有次人们观测到的极光像垂下的一道道祖母绿色的帷幕,边上镶着大红的穗子。有的极光是无数色彩缤纷的光束,有的可能是单调的白光。不大见到极光的人偶然见上一次的话,至于它是什么发颜色、形状以及是否壮观、持久,全凭眼福和运气。但是,在我们这个“伸手就能抓一把电波”的时代,当极光出现的时候,也会给人们的通讯联络带来一定的影响。它会使无线电短波遭到破坏,电报和电话受到严重干扰,甚至使船上的罗盘指示紊乱。

极光是怎么形成的?“极光之源”到底在哪里呢?虽然自古以来人们就观察到了这“横空出世”的奇景,但是它的形成原理直到今天还没有十分令人满意的解释。科学家们一般认为,极光的形成与太阳的活动、地球磁场以及高空大气等诸多因素,都有关系。

苏联科学家罗蒙诺索夫认为,极光是高空稀薄大气层里的大气放电造成的。他曾经做过这样一个实验:先把一只玻璃球中的空气抽出大部分,然后在球内制造人工放电现象。他这样描述说:“在空气极其稀薄的玻璃球内,随着放电不断发出闪光。”后来,又有许多人重复过罗氏的实验,也都得到了相同的结果。这种实验充分证明:极光是一种放电现象。但极光之谜还远未揭开,比如,是哪种粒子引起高空空气发光的?极光为什么多发生在两极?为什么极光的形状千奇百怪,并不断变换着花样?一些科学家把目光转向了太阳,希望从那里寻找出答案。

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