《图文版自然科学新导向丛书》几乎囊括了整个自然科学领域,内容包括浩瀚无穷的宇宙、多姿多彩的地球奥秘、日新月异的交通工具、稀奇古怪的生物世界、惊世震俗的科学技术、源远流长的建筑文化、威力惊人的军事武器……,本书将带领我们一起领略人类惊人的智慧,走进异彩纷呈的科学世界!
由谢宇编著的《蓝色的国土:海洋》采用通俗易懂的文字来表述科学,用精美逼真的图片来阐述原理,让我们一起走进这个包罗万象的自然科学王国,这里有我们最想知道的、最需要知道的科学知识。
阅读本书,你会发现——原来有趣的科学原理就在我们的身边;
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《蓝色的国土:海洋》:海洋因广阔而博大,因深邃而神秘,在这博大而神秘的海洋中到底有多少不为人知的秘密?在浩瀚无边的蓝色海洋和陆地的湖泊中成千上万、大大小小的岛屿形成了最适合寻幽探胜的海上迷宫,给人类的诺亚方舟——地球,增添了迷人的色彩。
对于我们来说,海洋是那么的高深莫测,异象万千。它到底隐藏着什么秘密?魔鬼海域是怎么回事?百慕大三角又是怎么回事?飞机,轮船为什么会被吸入海底?
由谢宇编著的《蓝色的国土:海洋》一书将为广大读者朋友一一呈现……
第一章 认识蓝色的海洋
生命的摇篮——海洋
人们总是把我们这个行星看作是一个有着山川平原的世界,一个布满茂密丛林、矮小灌木和生长五谷、青草的绿色世界。其实,从太空望去,我们这个行星大部分区域是蓝色的。当然有一部分是大气层在地球表面反射的蓝色,而大部分则是海洋的蓝色。海洋覆盖着地球表面十分之七的地方。实际上我们能在上面自由漫步的陆地是一个多么小的世界!
辽阔的海洋,面积有3.6亿平方公里,它是一个水的王国,平均有4000米深,最深的地方超过1万米。如果我们把地球按比例缩小为直径2米的模型,我们就可以用平均仅1毫米厚的一薄层水代表海水。海洋的容量是无比巨大的,海洋里全部水的总容积,比海拔以上陆地的总体积大15倍还多。如果我们把所有陆地铲掉填到海里,并把它铺平,整个地球表面就都成了海洋,平均有3000米深。实际上海洋的平均深度为陆地平均高度的5倍,最深的海沟深度远比珠穆朗玛峰的高度大得多。这就是海洋生物赖以生存的巨大而复杂的环境。
同样,人们一提起生物,总是先想到陆生生物,如马、牛、羊,鸡、犬、兔,稻、麦、粟等等。当然这些都是很重要,也是我们最为熟悉的生物。但这仅仅是一些和人类朝夕相处的栖于地球陆地上的特殊类群,而栖于那神秘的海洋世界的大大小小、种类繁多的生物又是如何的呢?
辽阔的海洋是生命的海洋。无论是潮起潮落的滨海,还是一望无际的大洋;无论是波涛滚滚的表层,还是万籁俱寂的万丈深渊之中,也无论是碧蓝清澈的赤道水域,还是冰山逶迤的两极海区,到处都充满着生命。海洋里的生物量比所有的陆地生物的总和还多得多。但海洋生物多隐于那蓝色的帷幕之下,不容易看得见,不像陆地生物那样随处可以看到。沿着沙质海滨走上几个小时,或许也见不到一棵植物或一只动物。也可能扬帆出海,尤其是在热带海域航行数天,只遇见几条逃命的飞鱼和几只孤零零的海鸟,但实际上海洋里却有着千千万万的生物。
人们要发现和了解海洋里的生物,就必须走到海滨,潜入那寒冷的、不熟悉的海洋世界。对陆生的人类来说,那是一个不甚舒适的水的世界。在那里,人们不能像在陆地上那样正常地看到、听到或感觉到外界物体,没有空气箱就不能呼吸,身上不带上重物甚至不能稳定地待下去。但这里却是海洋生物的世界,一个生机勃勃的世界。
初到海边的人无不被海所吸引,或观海听涛,或海滨拾贝,或依阜垂钓,或水中沐浴,兴致盎然,流连忘返。多数人都会有这样的经验,正在尽兴之际,发现海水就像汛期暴涨的河水一样突然涨高了,淹没了礁石,覆盖了海滩,转眼工夫,海浪撞击着海岸,激起层层浪花。过几个小时之后旧地重游,发现海水已远远离去,海滩上又呈现出熙攘的人群和欢腾的海鸟,人们对此往往有些迷惑不解。
其实这就是海洋的潮汐现象。一般每天有两次水位升高和降低,升高时为涨潮或高潮,降低时为落潮或低潮。它是由于地球、月球和太阳间的引力的相互作用而形成的。
任何两个物体之间都存在着引力。引力的大小与物体的质量成正比,和物体之间的距离成反比。地球、月球和太阳之间当然也存在着这种引力。地球表面覆盖着的海水,势必会受到月球和太阳的引力作用。月球虽然比太阳小,但距地球近,所以在潮汐的形成上作用很大。地球各地的海水所受月球的引力大小是不同的,距月球近处引力大,距月球远处引力小。由于月球绕地球转,地球又不停地自转,当地球转到面对月球时,此处距月球最近,海水受引力最大,就会被吸引而凸起来。选就形成了涨潮。而地球上与此相反的一面,离月球最远,受引力最小,但受地球的离心力最犬,海水也会凸起来,也形成涨潮。地球的其他区域所受引力与离心力相等,相互抵消,海水就形成低潮。地球上的某一点每24小时50分就会经历两次高潮和两次低潮。月球每27.5天绕地球一圈,当新月和满月时,地球、月球和太阳正好处在同一条线上,面对月球的海水所受的引力最大,所以涨潮水位最高,退潮水位最低。称大潮。当上弦月与下弦月,即从地球上看月球和太阳成直角时,月球和太阳作用局部地相互抵消,潮最小,叫小潮。成书于战国时期的《黄帝内经》中称“月满则海水西盛”,“月廓空则海水西盛”,汉代王充在《论衡》一书中也说。涛之起也随月盛衰”,都阐明了潮汐涨落与月球运行的关系。
涨潮时的水位线称高潮线,退潮时的水位线称低潮线。高潮时被水淹没,退潮后又暴露出来的宽大地带称作潮间带。这里是最为复杂的地带,大郡每昼夜有两次暴露在空气之中,两次淹没于海水之下。浸于水下时温度较稳定,退潮后可能有夏季的骄阳曝晒,冬季的冰雪覆盖,还常有风和雨的袭击,温度变化大。整个潮间带条件也不一样,上部更接近陆地的条件,下部更接近海洋的条件。正是在这种复杂的环境中生存着各种不同的生物。
穿过潮间带就进入了真正的海洋。沿大陆边缘的区域称沿岸带,海水较浅。水深200米以下浅的海区称为大陆架或大陆棚,也是生物最为丰富的海区,再向外就属于外海或大洋了。
若我们跟踪退潮的海水走进潮间带,仔细搜寻和观察,就会发现各种有趣的生物。潮间带的类型不一,有的地方是沙滩,有的地方是泥滩、岩岸或混合滩。类型不同,生物往往也不同。在泥滩,常覆盖有薄薄的一层海水。透过海水,在一个个小小的区域内,往往有数以百计的小海螺,一堆堆小丘似的蠕虫粪,表明那下面藏着蠕虫,小小水坑有小虾在跳动。往下挖沙时,会看到一个个紧闭双壳的贝类和一片片破碎的贝壳,再往前去会看到长刺的海胆,有条纹图案的海葵,形形色色的小海蟹、海星和奇形怪状的滩涂小鱼。在凸起的岩石处会看到丛生的颜色和形状不同的海藻,掀起海藻会发现那下面是一个昏暗的世界,那里躲藏着小鱼,小虾,有逃窜着的蟹,带刺的海螺,黄色的海绵,奇怪的珊瑚状生物,甚至有刺蛄、藤壶等,使人目不暇接。回头望去,成群的海鸟,像海鸥、滨鹃等在海滩上忙忙碌碌,搜寻着各种美味的食物。这里到处都充满着生命。P1-4