能粘住船的海水

能粘住船的海水

19世纪，有一巨轮在海上航行，突然像着魔似的开不动了，开船的加大马力也无济于事，全船人吓得大呼小叫，有的想跳海自杀，有的乞求上帝，十分恐慌，过了一会儿吹来一阵大风，轮船驾驶员又一次加足马力，轮船终于逃命了。

一位科学家历经十年研究才搞清楚这个秘密，原来是海水上下层由于含盐量不同导致密度不一样，两层水的互相混溶很慢，在两层水的交界处就会形成很大的粘力，可以粘住轮船。

海水的密度各处不同。一般说来，温度高的海水密度小，而温度低的海水密度大；盐度低的海水密度小，而盐度高的海水密度大。如果一个海域里有两种密度的海水同时存在，那么，密度小的海水就会集聚在密度大的海水上面，使海水成层分布。在上下层之间形成一个屏障，叫“密度跃层”。“密度跃层”有的厚达几米。这种稳定的“密度跃层”可以把海水分成两种水团，分别位于跃层的上下，并以跃层作为界面。如果有某种外力（如月亮、太阳的引潮力，风、海流的摩擦力等）作用在界面上，界面就会产生波浪。这种波浪处于海面以下，人的肉眼完全看不见，因此称之为内波。

在海岸附近，江河人海口处，常常形成“冲淡水”，盐度和密度显著降低，它们的下面如果是密度大、盐度高的海水，就会形成“密度跃层”。夏季寒冷地区海上浮冰融化了，含盐低的水层浮动在高盐高密度的海水之上时，也会形成“密度跃层”。南森遇到的就是后一种情况。

一旦上层水的厚度等于船只的吃水深度时，如果船的航速比较低，船的螺旋桨的搅动就会在“密度跃层”上产生内波，内波的运动方向同船航行方向相反，内波的阻力就会迅速增加，船速就会减低下来，船就像被海水“粘”住似的寸步难行。当年南森的“弗雷姆”号被“粘”住时，船速就由4.5节突然降低到1节。后来，是风的推力超过了内波的“粘”力，才使南森的船脱险。

“死水”区的内波，由于水质运动的方向不同，不但会把渔船的渔网拧成一缕，还会使船舵失灵，甚至会使船只迷航。

科学家经过计算，得出内波的速度一般在2节左右，如果航速大大超过内波速度时，海水就无法把船“粘”住了。如今舰船速度大大超过内波速度，因而海水“粘”船现象就成为了历史。

虽说“密度跃层”产生的一般性的内波“粘”不住现代舰船了，可“密度跃层”却能压住水中下潜的潜艇。对“密度跃层”的研究极有军事价值。“密度跃层”厚达几米，海水的密度增大，仿佛筑起一道厚厚的“墙”，声纳发出的声波碰到这堵“墙”，就被反弹回去。当潜艇遇到水面舰艇的追捕时，如果钻到“密度跃层”下面，水面舰艇声纳发出的声波穿透不了“密度跃层”，就会成为“聋子”和“哑子”，而潜艇却能安全撤离或发起反击。

在“密度跃层”中，跃层的上下界面使声波产生折射，造成声波只能在“密度跃层”中向前传播，于是形成了一条水下“声道”。声波在声道中衰减很少，可谓畅通无阻，传播的速度和距离令人惊叹。1960年3月1日，在澳大利亚西南附近海中投下6枚深水炸弹，爆炸声波在水下1200米的“声道”里向外传播，绕过好望角，折向赤道，经3小时43分钟，被北半球百慕大群岛的水声站收到。爆炸声波传播绕地球半圈，并无明显减弱。可见声道真是声波传播的“高速公路”。

利用“密度跃层”中的“声道”，可以进行远距离水下通讯。例如在海军基地装上水下测听和通讯系统，远航的潜艇装备相应的设备，就可以与基地指挥机关进行通讯联络，最大通讯距离可达4000多公里。

另外，由于“密度跃层”如屏障横亘海中，影响了上下层海水交换，造成下层海水缺乏溶解氧，再加上硫细菌使沉积海底的大量有机物产生高浓度的硫化氢气体，海洋生物难以在下层海水中生存。因此，“密度跃层”强烈的地方，生物主要生活在上层海水中。而且，内波引起的水文变化，迫使海洋生物活动的区域和范围也发生变化。可见，对“密度跃层”的研究，在军事和经济上都有重要意义。