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海:另一个未知的宇宙_[德]弗兰克·施茨廷【完结】(62)

  海面的坑洼

  我们在月球上再待一会儿。

  身穿宇航服站在安静的月球表层时,你会惊叹不已。闪着蓝光的地球从月球的地平线上遥遥升起,一切都令你着迷。你的目光游移在闪亮的海平面上,眼前的海面光可鉴人。当然,在月球上看不到海浪,印度洋、太平洋和大西洋看上去波平如镜,其实它们确实如此平坦,几乎和度假胜地托斯卡纳一样平坦。

  啊?

  不不不,我没有失眠,也没有喝酒,更没有嗑药。大海并非平整的,忘掉那些所谓“海平如镜”之类的说法吧。海面会凹陷成山谷,也会高耸成连绵起伏的山峦。注意了,这里说的可不是海浪。海洋是庞大山峰的集合,所以在横越大西洋的航行中,人们一天内经过的高度差就可能达到 130 米。

  印度洋比北大西洋低很多?——高低不平的海“平面”

  现代卫星技术让我们有机会认识美丽地球的真实面貌:就像一颗坑坑洼洼的鸡蛋。20 世纪 80 年代,美国海军曾将一颗名为 Geosat 的雷达卫星送到靠近极地的轨道运行,以测绘全世界海洋表面的地形。人类早已注意到海平面的高度并不一致,由于雷达并不能穿透水面,只能从水面反射回来,就像从混凝土建筑上反射回来一样,因此这个方法能够提供非常精确的数据。但是没有人料到 Geosat 卫星最后揭示出的结果是海平面高低不平,既有高地,也有平原。印度南边的海平面比北大西洋低 170 米,澳洲北部的海平面则较之高出 85 米,大西洋沿岸更是一道绵延巨大的海洋山脉,海洋各处的海平面高度差多达 10 米。图形显示的结果似曾相识,一天,一些科学家突然醒悟过来,这个令人难以置信的图像正是深海海底地形的蓝图,虽然不够精细,却正显示了海底的构造。

  这个结论实在太惊人了,原来我们只要研究一下表面的测绘资料,就能大概了解海洋底部的情形。

  可是,是什么导致这一结果呢?花费了一番工夫,终于找到了答案,原来它是由各种原因造成的,其中最主要的原因大概就是重力了。

  我们之前提过质量的定义及其带来的一连串影响,物体的质量愈大,重力也就愈大,这种现象不但适用于天体,也同样适用于地球表面和内部的任何物质。任何有质量的东西都拥有自己的重力场,并通过其重力场与其他物体发生作用,海底也同样以这种方式吸引着海水。如果海底的质量增加,譬如在海底放置一座山,那么这个位置的重力也会相对增强。有人会以为大海就是地球上的洼地,然而令人惊讶的是,事实恰好相反,海水既会突出形成高峰,也会凹陷成为低谷,深海盆地上的海平面会下沉。因此,人们不用下水也能了解海底大概的状况。

  但事与愿违,这种方法有其美中不足之处。因为有些低矮的海平面上也会形成高峰,虽然那里的海底平坦,没有任何突起的地貌。一番苦思后,这一现象也被顺利解释为重力的效应。因为海洋地壳离诞生地——中洋脊愈远,年龄就愈大,温度也会相对降低。温度一旦降低,密度也会变得更大。煎过鸡蛋的人都知道迅速降温的结果,这时煎蛋会变得很扁,但质量并没有减少。失败的小煎蛋跟成功的大煎蛋一样重,差别只在于小孔多寡而已。同样的道理,中洋脊新凝固的熔岩比已冷却的古老海底有更多孔。进一步研究显示,在一些相关地区,被挤压过的古老岩石构成的平坦地区与雄伟宏大的海底山脉质量相同。

  希腊的水域就是海底地貌对海水表层产生影响的最好例子。你可以比较一下科林斯运河和帕特雷港的海平面,后者比前者低了 7 米。在克里特岛南方的海洋横亘着一道长而平坦的海洋山谷,其实是海面下有一条深海海沟,海沟由层层叠叠的地形构成。与此类似的还有位于印度尼西亚西面和新西兰北面的菲律宾高原,你不必出海就能看到海沟。日内瓦湖看上去如此风平浪静,然而湖面也高低不平,日内瓦这边比湖对面的蒙特勒还要高上两米呢!

  那么著名的“海平如镜”说呢?如果你的地下室地面凹凸不平,你可以采用组合地板,这样就可以克服不平整的现象,而得到一块完整而平坦的地面。然而很遗憾的是,我只能让砌墙工和泥水匠的幻想破灭,因为组合地板也同样会受重力影响,只是误差会很小,甚至水平仪自己都被愚弄了。海洋和组合地板一样,都受到地球重力中心垂直方向的重力,也就是我们常说的地心引力。这也说明了另一个问题:除了纯数学之外,地球上不存在两条互相平行的直线。两名立正站好的士兵之间的距离是 1 米,看起来是非常完美的并行线,但实际上两人之间还是有一个角度,因为他们并非有各自的重力中心,而是被同一个重力中心所吸引。商业上惯用的计量仪器根本不能反映这种微乎其微的倾斜度,它们同样也受到同一个地球的重力吸引,所以会造成种种假象,比如告诉我们大海是平的。当你站在一艘船的甲板上时,立刻就会成为重力场特性的“牺牲品”,连同你的体液、你的重心都指向地心,而大海、船以及你本人都是倾斜的,然而在你眼前却伸展着一道平整得完美无瑕的地平线。此外,因为海水的斜坡相对非常平坦,你也不会有上上下下的颠簸感。我太太莎宾娜很少乘船旅行,连她都向我保证坐船是一种宁静的旅程。


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