《人与自然 系列丛书》

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人与自然 系列丛书- 第79部分


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。“洋”有独立的潮汐和强大的海流系统,温度、盐度、透明度变化都极小,特别是深洋区几乎没有变化。 
  世界大洋有4个:太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。这四大洋的名称都有各自的来历。 
  太平洋原本没有名字,我国古代笼统地把它叫做“沧海”或者“大海”。16世纪初,葡萄牙航海家麦哲伦率领探险队乘着几只帆船,横越大西洋,穿过南美洲曲曲折折的海峡,到达太平洋,麦哲伦发现这里比之波浪滔天、汹涌澎湃的大西洋平静多了,便给它取名“太平洋”。实际上麦哲伦被暂时的假象所蒙蔽,太平洋根本就不太平。太平洋最大,面积等于三个大洋的总和。太平洋最深,平均深度400多米。最深的马里亚纳海沟,深达11022米,把世界屋脊珠穆朗玛峰放进去,距水面还差2000多米。太平洋的水最多,地球上的水,有一半贮在那里面。太平洋火山最多,全世界600多座火山就有450多座分布在太平洋区域,不仅边缘区有火山,中央区域也有火山,整个太平洋盆地的一半面积都有火山。太平洋火山如此之多,地震自然十分频繁,全世界的地震几乎有一半都发生在太平洋地震圈内。1923年9月1日上午,日本相模湾海底发生地震,离海湾几十公里的东京横滨,倒了四万多幢房屋,十多万人丧生,近百万人无家可归。这么一个大洋能说它“太平”吗? 
  大西洋原来名称并不统一,北部称西洋或北海,南部称阿特兰他洋。17世纪中期,才把大西洋统称为阿特兰他洋。为什么叫“阿特兰他”呢?传说有一个力大无穷的巨人,名叫阿特拉斯,就住在大西洋。大家都把大西洋叫为“阿特兰他洋”。我国把“Atlantic”意译为“大西洋”。大西洋的面积只及太平洋的一半,但比欧、亚、非三大洲加在一起还要大。 
  印度洋,我国古时称为“西洋”。郑和七下“西洋”,指的就是印度洋。古希腊古罗马称它为红海、南海、东海或厄立特里亚海。15世纪末,葡萄牙人绕过非洲南端的好望角进入这片海洋,才叫印度洋。印度洋整个洋面都在东半球,而且大部分处在热带,水面平均温度20~26℃。 
  北冰洋位处北极,终年风雪弥漫,坚冰如砥,是冰和雪的世界,是名副其实的“北冰洋”。北冰洋比之其他三个大洋来,的确是个小弟弟,它面积小,且常年积雪不化,海水冰冻,人迹罕至。但因大陆架占了洋面积的一半,开发利用起来,前途可观。欧美国家认为北冰洋只是大西洋的一部分,叫北极海,也是有道理的。 
  世界上有多少海呢?国际水道测量局统计共有54个,太平洋17个,大西洋14个,印度洋9个,北冰洋9个。最大的海要算太平洋的珊瑚海和南海,其次是大西洋的加勒比海、地中海和印度洋的阿拉伯海;最小的海是大西洋的亚速海和北冰洋的白海。海距离大陆比较近,按照它们的不同位置,又区分为地中海、内海和边缘海。 
  地中海位于几个洲之间,有浅的海峡与大洋相连,深度几乎与大洋相等。如欧洲的“地中海”。 
  内海又叫“内陆海”,是指伸入大陆内部的海,海水受入口河水的影响比较大,如我国的渤海,欧洲的黑海、里海等。 
  边缘海简称“缘海”或“边海”,是大洋边缘部分,一侧以大陆为界,另一侧以半岛、岛屿与大洋分隔,但水流交换通畅,比如我国的黄海、东海,太平洋西北部的鄂霍次克海,它们受潮汐的影响比较大。




海上铁路 
  我们知道,江河上可以架桥,也可以在河床挖隧道,使列车直接通过江河,大大加快铁路运输的效率。短距离的海峡有时也可以这样做,可是,相距较远的海洋两岸怎么办呢?火车能不能渡海呢?科学家们的答案是:用船来渡火车是可行的。 
  长途火车轮渡可以使铁路和水运联合起来,实现不间断的运输,使运输过程保持连续性。由于不须换装作业,而且港口停留时间不长,对于集装箱之类货物,这种直达运输可大大减少货物从产地到消费地的周转、费用及时间。 
  火车轮渡运输的优点很多,它的运力大,一艘渡轮一年可渡运100万吨,一座轮渡码头年吞吐量达2000万吨。火车轮渡可根据地形和地理条件,选取水上捷径和合适港区,从而大大缩短运距。火车轮渡系统工程简单易行,建设周期短,主要项目中的码头、栈桥和渡轮二三年即可建成。火车轮渡比铁路和水运投资低得多,还可节省建铁路所必需的大量征地。火车轮渡运输在适当的航线和运距内,其经济效益和社会效益都是很好的,因此这种已有130多年发展史的“老”运输方式,目前仍被视为交通运输的重要领域。人们将火车轮渡称为“海上铁路”。 
  据资料表明,目前国外较长距离的火车轮渡线有70多条,其中10千米以下的有18条;10~100千米的有20条;100~500千米的有25条;500千米以上的有6条,总长1。4万千米。国外火车轮渡航线主要分布在北海、波罗的海和北美地区,最长的航线是美国西雅图至阿拉斯加的惠蒂尔,全程2592千米。 
  美国和加拿大之间的大湖区是工业非常发达的地区,五大湖区中最大的密执安湖东西宽100多千米,南北长600千米,切断了许多横向的铁路干线。自从开通了9条火车轮渡航线后,列车运行100多年历史,全国有火车轮渡航线6条,其中“飞鸟线”成为连接西欧大陆和斯堪的那维亚半岛的交通要道。此外,连结丹麦东、西两大岛——西兰岛与菲因岛之间的海峡火车轮渡航线也是举世闻名的。 
  我国海岸线长,海峡、港湾多,尤其是在我国交通运输十分紧张的状况下,发展火车轮渡有重要的意义。中国船舶工业总公司第九设计院的专家们曾对我国沿海发展火车轮渡作了研究,列出了我国可以优先考虑建设的12条火车轮渡航线。在这12条有条件发展的火车轮渡航线中,大连——烟台最为现实和迫切需要。这条火车轮渡航线不仅可缩短辽东半岛到山东半岛间的运输距离,也等于是新建了一条铁路通道,对促进商品的流通、分流进出山海关的货物、缓解该地区铁路运输紧张局面、改善东北铁路网布局都是十分有利的。目前,这项工程已着手开展,大连——烟台火车轮渡航线通航指日可待。随着我国国民经济的进一步发展,火车轮渡——海上铁路将会日益受到重视和逐步开发。




新型的载人深潜器 
  随着陆地资源的日益枯竭,人们逐渐把目光移向海底资源。过去,人类的开发区域主要在浅海,有学者认为,人类对海底世界的了解并不比对月球的了解多。要开发当然先要勘察,于是,各发达国家竞相研制深水载人深潜器,以便在水深2000~6000米以下进行勘察并进而开发海洋资源。 
  目前,世界上已建造了150多艘载人深潜器,其中潜入深度超过2000米的有9艘,而超过6000米的只有4艘。 
  日本建造的“SinKay6500”型深潜器是最新型的载人深潜器,1989年底下水,潜水深度为6500米,是目前深潜器中潜水最深的“冠军”。该深潜器可载8人,自持力3昼夜。可用于海洋动植物群的研究、海底资源的考察及水下地球物理研究等。目前日本的这艘新型深潜器已在水下6465米和6527米处完成了潜水试验。 
  1984年,法国建造了深水载人深潜器“Nautil”号。此深潜器耐压壳体为球形,直径2。1米,由钛合金制造。深潜器装有2个机械手,由遥控系统控制,还装有总重约1吨的铸铁制霰弹式压舱物,以便在发生事故时迅速抛出使深潜器上福该深潜器曾参与著名的冰海沉船“泰坦尼克”号的打捞及日本海沟的考察。 
  1987年底,前苏联的“和平1”号、“和平2”号载人深潜器问世。“和平”号深潜器的潜水深度为6000米,除了最深的海底盆地外,其他任何海域及海底都可以到达。该深潜器的机动性能好,航速可达5节,因此当深潜器遇到很强的海水潜流时仍能正常工作。深潜器有3个观察窗和2只机械手,机械手的蟹钳不仅可以在水下收集重达80千克的试样,而且可以细微地处理水中生物。在试验中曾用此机械手将鸡蛋从一处移往另一处而蛋壳没被碰破。为了保证乘员的生命安全,在深潜器上备有氧气储备、二氧化碳吸收器以及其他装置,可供246人使用1小时。同时,深潜器上还设有事故信号浮标系统,一旦出事,深潜器的浮标升起,基地船即开始救险,向海底放下提升索。索上有类似火车自动挂钩的装置,这个装置能与深潜器壳体上相应的装置锁合,从而可将发生故障的深潜器提起。 
  新型的深水载人深潜器的设计要求很高,它以蓄电池为主要动力源,应急蓄电池的能量储备须达72小时;应装备可水平、垂直驱动的动力推进装置;使深潜器可转向任何所需方向;生活保障系统也应能保证人在水下生活72小时。。极速掠海随着时代的进步,新科技的出现开始影响海洋上船舰的命运。明日的船舰将以何种风貌出现在人们面前呢?人类能不能实现极速掠海的梦想呢?未来虽然是莫测的,但我们可以从历代船舰发展的趋势去探索船舰的将来:高速化高吨位是船舰发展的方向。 
  高速化船舰的出现大致是在本世纪初开始。在1897年,当时的船只最高时速不过20节(相当于每小时36千米)。后来,英国的查尔斯·帕森斯爵士以他的“透平妮亚”号利用独特的推进系统,曾写下时速35节的高速记录。到了1950年,无论在军用或民用方面的快艇和水翼船,以涡轮和活塞式主机为动力均可达到50节的速度。美国和意大利制造的水翼船不断刷新速度纪录,但其缺陷就是无法搭载有效的负重。 
  进入60年代,英国的气垫船公司以其和平的SRN4气垫船创下海上60节的船速纪录(相当于每小时108千米)。这种气垫船可以搭载乘客和汽车、货物横渡英吉利海峡,船身至1970年已加长到56米。 
  到70年代中期,华特西拉公司的劳兰喷射号渡轮使用燃气涡轮主机来推进,虽然只达30节速度,但是可载运1800名乘客和375辆汽车。这是高吨位准高速化船舶制造技术的一大进步。水上船只速度纪录的最高荣誉奖是由哈洛德、K·海斯在1935年所获的蓝带赏海斯奖杯,此奖专门赠予在最短时间内横渡大西洋的船只。最近获奖的是澳大利亚应凯特公司所设计的双艇身船,长74米的海猫号,此船可以载客450名和90辆汽车,最高航速65节。迄今为止,海洋上船舶所创造的最高航速,是由美国贝尔太空公司为美国海军设计的水面效应船SES—100B在1976年所创下的91节时速(每小时169千米)。 
  船航行于水中时,它所遭受的阻力可以分为空气阻力和水阻力。与阻力成正比的密度中,水的密度是空气密度的800倍,因此水阻力在总阻力中所占的比重比空气阻力大得多。水阻力主要又可分成摩擦阻力和兴波阻力,船体因水的粘性而产生摩擦力,船只速度低时,摩擦阻力几乎占整个水阻力的九成。船只前进时,会在船首与船尾产生波浪,这些波浪对船的阻力即为兴波阻力,船速愈高,此阻力所占整体阻力的比例会愈大。 
  为使船只高速化,降低阻力是关键,而减少与水接触的面积就是途径之一。采用此法的船舰主要有两种:第一种是将船只的主结构与水面分离,而水下则留下双流线型如鱼雷状的胴体以支持船身的安定,贯通水面的船体面积可减少到最低程度。第二种是利用在水中的翼,当高速前进时,产生足够的升力,将船身举起离开水面,称为水翼船。此外,也有一种达到高速的方法是完全与水面分离,那就没有水阻力存在。此方法可利用存在于船体与水面之间的空气来支持船的本身重量。 
  由此可见,高速化科技将明显主宰船舰的发展趋势,人类实现极速掠海的梦想将是指日可待的。




向大海索要新能源 
  进入20世纪80年代以来,能源危机这一问题一直是人们关注的热点之一。各国的科学家们正以极大的努力,运用各种高新科技手段,探索着开发新能源的方向和途径。 
  确实,能源可以说是人类历史发展的动力之一。煤的广泛使用曾带来了改变世界面貌的工业革命,石油的大量开发则是本世纪经济发展的重要基矗可是,在未来的21世纪,这些传统能源都将先后面临匮乏的局面,于是,科学家们的目光转向了核能、太阳能及其他新能源,而海底甲烷就是其中之一。 
  近年来,不少能源专家指出,海底甲烷很有可能成为21世纪的主要能源。美国北卡罗来纳大学的科学家正准备在1995年晚些时候开始在美国东南沿海进行试验性钻探,而由16个国家共同参与的一艘科学考察船也将于1996年初前往这一海域。 
  海底甲烷蕴藏在全球各地约450米深的海床上,处于高压之下,被束缚在水的气泡之中,表面看似干冰,实际却能燃烧。早在1810年,科学家汉弗雷·戴维就在试验中发现了甲烷的水化物形式,但事隔近200年,直到最近人们才知道它存在于各大海洋里。 
  当海底压力增大和海水温度降低时,水化物保持着稳定状态。一旦升上水面,它们几分钟内就会消散殆尽,同时,甲烷又是一种温室气体,其促使全球气温上升能力是二氧化碳的10倍。因此,这种潜在能源的开发需要格外小心。北卡罗来纳大学负责这项工作的一位教授介绍说,在钻探期间,科研人员将把具有气体密封性能的容器下潜到开采点,装上气体水化物后就地密封保持压力,然后携回水面的压力舱内进行研究。 
  海底的沉积岩里以水化物形式存在的甲烷储量是巨大的,将足够在数百年里供应世界电力生产的需求。据估计,美国东南沿海水下2700平方千米面积的气体水化物中,含有足够供应美国全国70年用量的甲烷。日本所需石油90%依靠进口,因此它也开始实施一个5年试验性海底水化物钻探计划,企图实

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