海水被一分为二,在这个地球上最怪异的地方
我们的认知里,自然界的水是流动的,它们从小溪流向河流,最后由河流流向大海。即便是人们常说的井水不犯河水,其实在自然界也是不成立的。它们两者会悄悄地在地下暗流涌动,最后互相交换物质。海纳百川也经常被用来比喻包容开放,因为大海接纳了所有陆地上的水。
事实上,水并没有大家想的那么包容,相反,它们很排外,只要密度和自己不一样的,它都不会接纳。甚至它自己还在内部分化,同样是水,但就是不互相融合,即便是海水也同样如此。太平洋和大西洋的交界处,出现了一条明确的分界线,将整个海洋一分为二。那么这种情况是如何出现的?
密度
不少人在生活中忽视了一个问题,冷水和热水的密度一样吗?有人会说当然一样,纯净水的密度不是一升一公斤吗?如果我买了一杯纯净水,然后再将它烧热,密度跟之前难道会不一样?这不还是同样的水吗?物质不变则密度不变。答案并非如此。
做一个小实验就可以判定冷热水密度不一样了。取两杯同样品牌、同样种类的纯净水,将其中一杯水烧至沸腾,而另一杯水是室温。然后将热水倒入冷水里面,这时会发现,水里面出现了类似于油水混合时才会有的分层,但是很短暂,不到3秒钟就会消失。随后这杯混合水依然透明,没有了任何界限。
即便是纯净水,也不会做到在每个温度的密度都相同。科学实验表明,水的密度在4摄氏度的时候最大。在4摄氏度之上,温度越高密度越小;4摄氏度之下,温度越低密度越小。而在我们平时生活的室温中,水的密度与温度是呈线性关系,温度越大密度越小。
所以将热水倒入冷水,与将油倒入水中是一回事,都是小密度入大密度,只不过热水与冷水的密度相差非常小,当二者混合温度达到一样后,密度也就一样了,自然发生了融合。
而不同种类的水,密度相差可能就更大了,本质上都能融合,但是融合的难度会根据密度差距的大小提升,于是就出现了成语“泾渭分明”。泾渭分明指的是泾河与渭河的水在汇聚的时候出现了不相融的情况,并在两河的交汇处有一条明显的分界线。
这是因为泾河与渭河两者的泥沙含量不同,河水的密度也就不一样,遇见后因为有密度差,融合过程中出现了分层。因为河面宽广,分层显得格外瞩目。同理,不同海域的海水密度也会不相同。
海水分界线
人们总是将地球上的海洋看成一个整体,认为它们的水都是一体的。其实不然,比如加勒比海与墨西哥湾的海水密度就不相同;北冰洋的海水温度低,而南太平洋的海水温度高,这肯定不相同。不同的密度也就会出现分界线,于是在南美洲的德雷克海峡,大西洋与太平洋的交界处,一条明显的分界线赫然显现。
德雷克海峡以西是太平洋,以东是大西洋,大西洋的颜色更深,而太平洋的颜色更浅。并且仔细发现太平洋的水还比大西洋高出了50厘米。德雷克海峡原本是大西洋与太平洋唯一的交汇处,直到后来人类打通了巴拿马运河。人们不禁有个疑问,太平洋和大西洋在地球上存在了上亿年,为何它们两个的密度依然没能统一?一亿年都不够融合的吗?
地球的百分之七十都是海水,海洋的面积超乎我们的想象,并且海底的情况也千变万化。我们人类对海洋的探索只有大约5%,剩下的我们依然不知道。仅凭这5%我们可以知道,不同海域的环境是不一样的。
比如有些海域海底有火山,火山爆发会将巨量的岩浆直接喷向海水里,这里面含有丰富的矿物质,瞬间改变了海水的浓度。还有就是不同地区的海域生活着不同的动物,气候也不一样,动物们的排泄物一样会改变海水的密度。
而发生在德雷克海峡的一分为二,主要有三个原因。第一当然就是密度,这是肯定的,大西洋的年龄比太平洋小了很多,它的形成要追溯到侏罗纪时期。那个时候,北美洲从亚欧大陆上撕裂下来,形成了一道海峡,之后这个海峡不断扩张有了今天的大西洋。
理论上大西洋依旧还在向西扩张,相应的太平洋在缩小。由于形成的时间就不一样,因此两片大洋的整体浓度会出现有别,局部的差别也许会更大。
第二,大西洋和太平洋的温度也不一样。即使二者的密度相同,但是它们的温度相差也很大。太平洋一侧有秘鲁寒流,而大西洋一侧有巴西暖流,同时还有西风漂流贯穿德雷克海峡。这就造成了西边的太平洋海水温度低,东边的大西洋温度高。在此处单看温度的话,太平洋海水密度更高,大西洋密度更低。
最后一个原因就是地球的自转,地球自转自西向东,因此位于西侧的太平洋海水会在地球的作用下,以一个撞击的姿态与大西洋相遇,两者会有一个碰撞过程。所以太平洋一侧的海水会比大西洋的高大约50厘米。两股不同速度的水也不是那么好融合的。
不安静的水
其实除了太平洋和大西洋,太平洋和印度洋也有分界线、太平洋和北冰洋同样也有。总的来说,四大洋的水都存在着分界线,地图上无法标识出来,只能亲自前往现场观看。那这是否说明,四大洋的水永不相融呢?
完全不是,因为它们的本质还是水,最终都是会融合的,只不过海洋的面积太大,融合的过程需要时间,所以才会展现出这样明显的分界线。其实在分界线之下,双方的水正在疯狂交换自己里面的物质,以达到密度的平衡。只不过,海洋的水太多了,一个德雷克海峡的水量可能就超过了亚马孙流域。
水是液体,可是将水无限放大我们会发现它是由水分子组成的,水分子有个特点那就是不安分,会四处游动,并且温度越高它就越兴奋。比如刚出锅的臭豆腐味道一条街都能闻到,可是放冷了的臭豆腐,只有靠近才能闻见。因为温度高,分子的扩散速度加快,它很快就窜到其他地方去,水也是同样的,温度过高它甚至会扩散到天空中去。
其实这种水面一分为二的场景,在河流与大海的汇合处最常见。因为河水是淡水,海水是咸水,这样的密度差距让分层现象十分严重。如果是在雨季,降水量增加,河水里面含着的泥沙数量增多,河水的颜色与海水还会出现不同。发红的洪水与入海口的海水之间,会形成强烈的色差,加上这个时候的密度不同,分界线也就越发明显。
分界线消失
大西洋与太平洋的交界处的确十分壮观,让大家看到了地球上最怪异的一幕,但实际上,德雷克海峡的不相融并非是时时刻刻都在发生。前面说过,这种不相融其实是暂时的,只是因为海水的量特别多,需要持续的时间很长。
看似平静的一分为二下面是水分子们在剧烈的活动,它们并非是敌对或者互相抵抗的状态。根据地球上的熵值定律,所有事物都有向熵值增加的趋势发展,因为这样能够做到能量守恒。水分子杂乱无章的运动,是需要能量的,它们原本还是希望做个安静的水分子,只是因为地球上的能量太过于巨大,总是会在我们不经意间就释放。
这就和我们把墨水滴到纯净水里是一样的,起初我们能看见这滴墨水在水中扩散开来犹如绽放了一朵花,这个时候我们甚至可以看见墨水的扩散路径。人们会觉得,一滴墨水比起这么多的纯净水很渺小,于是有人忍不住拿勺子去搅拌。这个搅拌的动作,就是人类为这个扩散施加了能量,加速了墨水的扩散。如果人类不去干预,墨水依旧会扩散,但是速度会很慢。
如果德雷克海峡的水只是静静躺在那里,那么这个分界线永远都会存在。可是海水是在流动的,它们在季风和地球自转的影响下流动。这就导致,水分子的运动速度会加快,太平洋和大西洋的交接处,有一股洋流自西向东,叫做西风漂流,它是由地球自转而产生的洋流,贯穿了整个德雷克海峡,会加速水分子在这里的活动。
德雷克海峡的南边就是南极洲,一到冬天,海峡可能还会结冰或者飘满海面上,对视线有遮挡。所以,德雷克海峡海水一分为二的景象并非天天都会上演。
对动物的影响
那么在德雷克海峡的动物们会受到海水分层的影响吗?除非这种动物非常娇贵,一丁点环境改变都承受不起,不然这点盐水浓度变化,几乎可以忽略。因为它的盐度相差并没有大到动物承受不住的程度,相反,这种不容浓度的碰撞会加速水里物质的交换,浮游生物更加旺盛。
生物的身体有一套体液浓度调节机制,只要浓度跨度别太夸张,比如从淡水一下跨越到死海的盐度,大部分生物都是可以自己调节并承受的。
海洋中的很多鱼类有洄游的生活习性,我们常说的三文鱼,它是一种鲑鱼,常年生活在冷水海洋里,是咸水鱼。可一到繁殖季节,它们就会跋山涉水逆流而上进入淡水河流里面产卵,最后在这里孵化,然后顺着河流又回到大海。这一咸一淡的变化,对于三文鱼来说没有什么危险,最大的危险是沿岸的捕食者。
德雷克海峡靠近南极洲,生活着很多磷虾、海豹、企鹅等生物,还会有鲸类游过。关于交界处盐度的变化,可能只在百分之零点几,对于这些动物来说,完全没有影响。不仅是德雷克海峡的动物没有影响,就连河流入海口的分界处也会有动物适应这个浓度变化。
像牛鲨,它可以在淡水和海水里自由交替,因为它的肾可以调节自身的浓度适应环境。这是很多咸淡水交替生活的动物进化出来的调解体系,能够改变细胞膜的通透性,让自身的浓度与外界达成平衡,不至于在咸水里失水。
事实上,某一区域的动物,本身就具备应对栖息地环境变化的能力,只不是人类对环境的改变太快了,导致很多动物来不及适应就灭亡了。
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