探寻湖泊的形成

探寻湖泊的形成

人们常在池塘边静坐，消磨时光，或驾独木舟荡漾于湖边浅水处，凝视湖水，鱼儿遨游在其中，水鸟在水面飞翔，一片生机勃勃，那么水中世界的情况究竟如何呢？

谜题之一：水循环之谜

池塘特别具有微型缩影的魅力。池塘的界限分明，岸边以内、塘底及水面之间就是一个自成单位的世界。范围小，所以人们能够领会其中的真相，能够加以描述和分析，或者能对其中生物之间的关系，带入自己的思维中，找出一切奧秘的答案。可是，池塘本身仍是我们困惑的谜。

在我们这个星球表面上，所有的水同属一个庞大的循环系统，池塘中的水不过是其中一环而已。海洋是总水库，太阳则是供应能源推动整个系统的大火炉。我们很容易辨认大气圈与大水圈（环绕地球的水称为大水圈），两者实际上是互相依存的。大气圈中的各种气体不断溶解于大水圈的液体中，而大水圈中的水则不断蒸发升入大气圈中。

空气越暖，能够包含的水汽越多。因此水的循环系统中最短的一程，就是自海洋及陆地表面蒸发的水，升人上方的暖空气中。这种含有氢气的暖湿空气，由大气的环流携带上升，逐渐冷却，直至其中水分凝成小水点，成为雾状气体，就是云。再进一步冷却，聚成个别较大的水滴，受地球引力降回地面，就成为雨或雪。

水就依这种方式，不断自海洋升入空中，然后返回海洋。但是空气中的水也常被带到陆地上，产生不同的现象。落在陆地上的水聚集后，可能在陆地表面直接流动，成为山谷中的溪流，再汇聚而成江河，最后倾注入海。另一种较常见的方式是，落在陆地上的水渗入土壤中，与在下面积聚的大量地下水汇合。地下水或成泉源或藉渗透升上地面，扩大江河溪流等地面的水流系统。溪流往往受地形影响，形成池塘、水潭和湖泊。这些地方把水困住，一直等到水面升高过岸，水才能恢复流动。水与空气接触就会蒸发。在某些地方，水蒸发得太快，水面永远升不到越过岸边再度自由流动的程度。因此世界上就有死海和没有出口的盐湖，这不过是地球上整个水系循环中的零星死水而已。

大量的地下水为陆生植物的根所吸取，通过蒸腾作用重返大气圈。蒸腾作用就是把植物叶上的水分蒸发。有些地下水困在密封的水潭中不能循环，达亿万年之久；有些地下水通过地下水道，渗入近岸的泉源中，重返海洋总水库。

由此可见，大气圈与大水圈之间的交流有很多途径，所有的途径最终都不外是蒸发然后凝结的程序。水一经蒸发就变为纯水，把溶解于水中的一切物质撇下。但是水是最普遍的溶剂，因此不能长久保持纯净。甚至雨水在大气中不但吸取各种气体，并且吸取空气中的微小固体一～埃。此外，海水中的盐分也会由浪花飞沫散人空气升上云中。

然而雨水仍算相当纯净。雨水一降到地面，就有很多物质溶解其中。地面上淡水的化学性质，端视水所流经的土壤及岩石的成分而定。不同地区的淡水，化学性质可能差别甚大，对依靠淡水生活的生物有极重要的影响。在汪洋大海的水中，所含盐类的比例，几乎保持恒常不变，但陆地淡水中的比例则差别甚大。除没有出口的湖泊外，内陆水的含盐度永远不及海水高。这种湖泊的水分蒸发升入大气圈，把溶解的矿物及盐类留下来。因此，像死海和美国的大盐湖中，含盐度远比海水为高，而且各种溶盐所占的比例，也大有差别。

内陆水与海水还有其他重要不同。在地球表面上，各海洋是一个连成一系的水体。可是内陆的淡水则缺少连成一系的空间。淡水水体形成的时期也不同，例如北美洲中北部的湖泊是较近期冰川作用造成的。约在一万五千年前，该地区整个表面覆盖着一层一望无际的坚冰，并无湖泊。全世界有几个著名的大湖，如亚洲的贝加尔湖、巴尔干半岛的奥克里达湖及非洲的坦噶尼喀湖，形成的年代远较其他湖泊为早。世界上的江河有几条也相当古老，但自它们形成后直到现在，时间不算长，与海洋自古至今从未间断的历史简直无法相比。

年代悬殊造成几种结果。就进化的观点而论，海洋本身是个整体，在研究其中生物的历史时，除脊椎动物有几项显著的例外外，无须借助淡水或陆地的资料。我们通常认为硬骨鱼类（有别于如鳐、鲨）约在五亿年前，在淡水中或在河口湾含盐的水中演化而来；即使硬骨鱼类是在淡水中演化而来，这些鱼类迅即侵入海洋，此后就在海洋及淡水中分别繁殖。爬虫类虽然主要是陆地生物，但在古代爬虫繁盛时期，演化出很多水生形态，现在海洋中仍有几种海蛇、海龟、鳄等可做代表。有几种哺乳动物，包括海豹、海豚、海牛、鲸等，祖先原来生活在陆上，现已完全适应海洋生活。

在另一方面，研究淡水中生物的历史就不能不参考海洋及陆地生物的资料。淡水中生存蛤类、小龙虾、蠕虫，以及难以察觉的海绵，都是同类海洋生物的旁支后裔。淡水中昆虫甚多，其中很多演化出陆上生活及在水中呼吸空气的能力。脊椎动物中两栖类的演化是在淡水中开始，并且继续在淡水中生活，但是爬虫类、鸟类，以及哺乳类则以各种不同的方式，由水中迁徙陆上。内陆水中的主要植物中也有很多是由陆生的种子植物演化而成。

水道和水道侵蚀而成的地形，是天然景色的主要成因。研究天然景物形态和攻读地貌学的人，创造了一套既复杂又生动的语汇，用来形容不同类型的水道及其动态，于是就有了“网状水道”、“蛇曲河”、“夺流河”，以及“袭夺河”等名词。

一般说来，水道多半与所流经地带有密切的关系。贯穿蔽天的森林，流过空矿的草原，由沿途土壤中获得化学元素，自跌落水道的动植物得到有机质。但水道越扩宽，这种关系反而越不密切。如果扩宽成沿岸平原上那种长江大河时，就各具本身的特征，再也不受两岸的物理或生物特征影响。事实上，到达这个终极阶段，河床及两岸的淤泥多半是河流本身留下的东西，经悠长时间沉积而成。

上文所述只谈到淡水水体的暂时属性，尤以湖泊中的淡水为然，河流中的淡水则略有不同。一条河流水系，常有许多细微改变，甚至在我们进行观察的那个短暂时间内，也有变化。河流改道、一条河流的某些支流为另一条河的支流所掠夺、地面隆起、山泥崩泻、火山熔岩流等，随时都可以阻塞河道。但是世界上的大河流依然能保持畅通，那是因为这些变化大都是逐渐形成的，甚至某些河道发生剧烈的改变，旧河道也会有些部分留在新河道中。

谜题之二：亚马孙河物种之谜

就注入海洋水量多寡而论，世界上最大的河是亚马逊河。这条大河的支流网，几乎占了南美洲大陆的一半。亚马逊河经由黑河以及卡西基艾利运河的一段天然河道，直接与南美洲大陆北部的奥利诺科河连接。这两大水系的水虽然散布广远，但可当作一个内陆水体，自古迄今一直存在。由于处于赤道地带，这两大河系想必长久以来为各种生物提供了稳定及适宜的生存环境。

这种环境滋长一些令人难以置信的物种动物。因为这些动物大部分生活在人迹罕至的南美雨林地带，所以它们的一切，科学界所知甚少。在这个河流密布、浩渺似海的地带究竟有多少种鱼，无人确实知道，估计有二千种之多。其中有机种是淡水中最大的鱼（骨舌鱼身长达十五英尺，重达四百磅）。曾见过使用炸药捕鱼的渔人在沙洲上遗留下的巨型鱼骨（活的必有数百磅重），令人记忆犹新。

这一地带也有电鳗（实际是鲇的同属而不是真正的鳗）及臭名远扬的剑齿鱼。很多人都认为剑齿鱼最凶恶，比较之下鲨及梭子鱼简直是小巫见大巫。蛇类中最大的森蚺就产于这个地带，多半在水中活动，较少离水登岸。海洋也给这一地带的淡水添了很多种生物，包括一种海豚，一种海牛及一种豹，这些生物多在安第斯山脉中急流冲成的沙洲上栖息。

提到有刺鳍的剑齿鱼、森蚺、电鳗等生物，而无须提及鍔，就足以令人觉得这一地带是一个危机四伏的地方。亚马逊河上游及奥利诺科河上游当然不是已开垦的地区，那里没有休憩胜地。但是这一地带引人入胜之处，在于区内河流纵横丛林交错，至今还未被人类征服，萁中虽然危险重重，只要有经验及一般常识就可避免，并非难事。

谜题之三：湖泊世界之谜

湖泊在水的循环系统中可以当作困塞的水，在地质学的时间表上只不过是暂时存在的东西。但贝加尔湖及坦噶尼喀湖是两个例外。这两个大湖所在地是大陆地壳岩石中在远古时代的洼地。其他几个湖泊中，因生物进化而生出来的古怪动物，给地质学提供了年代古远的证据。西里伯群岛的波索湖、菲律宾的兰那峨湖，以及巴尔干半岛的奥克里达湖都有这种功用。里海是最大的内陆水体，所占位置很特殊，原是海洋的一个湾，在地质学上较为近期的年代被截断而成，年代只有一百万年左右。

与海洋相比，湖泊是浅水区。海洋的平均深度约一万二千七百英尺，然而最深的两个淡水湖（贝加尔湖和坦噶尼喀湖），分别只有大约五千七百英尺及四千七百英尺。美国与加拿大国境交界处的苏必略湖是淡水湖中最广阔的，广袤几近三万二千平方公里，平均深度只有四百七十五英尺。

湖泊一旦形成总是越来越浅，越来越小，原因是流入湖泊的溪流冲来的沉积物逐渐游积，以及遭受在湖泊边缘地带生长的植物蚕食。湖泊也日趋干涸，因为湖泊的排水出口逐渐遭受侵蚀。这种逐渐缩小的过程，只要比较当地的湖泊、沼泽、池塘、湿地，以及藓沼等等，就很易勾勒出来。许多土壤肥沃的农场所在地，正是某个干涸的湖底。

水体消逝对两栖动物的影响不大，因为在一个湖逐渐缩小时，它们可迁徙到另一个湖去。对完全靠水生存的动物来说，这个问题就较为严重。这些生物逃生的唯一途径，全要依赖流入或自湖泊外流的河溪。在地质学上称为过渡湖泊中生存的动物群，与在同一地区溪流中生存的动物群，只在数量上有所不同。湖泊本是同一水系中的一部分，因此动物能在个别湖泊中生长的机会，少之又少。

我们虽然经常与内陆水接触，但对于内陆水中的天地仍有很多无法明了的地方。我们在某个山溪钓鳟鱼时，对选用某种人造鱼饵可能很内行，并且知道哪些水潭中能钓到鳟鱼，但是对鳟鱼所生存的世界，是否真正了解呢？水的表面就像舞台上一排脚灯似的，对人们是一道不能逾越的界限，只能沉思神往。漫长的行程中，即使最大的瀑布也不过是长流中的一个小曲折。瀑布也能把河流翻搅，最著名的就是非洲的维多利亚瀑布和北美的尼亚加拉瀑布。维多利亚瀑布的成因，是侵蚀作用把三比西河火山基岩下面松软的沉积层蚀空了；而尼亚加拉瀑布的悬崖则是由上次冰期的冰川削成的。这两大瀑布和任何地方的瀑布一样，都在不停地磨蚀本身的岩基。

大瀑布的侵蚀作用想不到竟然主要是从底部向上发展。这是因为瀑布的力量，在陡崖脚下造成一个“跌水潭”，不断削弱陡崖的根基，还不时把上面松脱的石头冲下来。结果是大瀑布一路向上游后退（例如尼亚加拉河中的蹄铁瀑布每年后退大约五尺），而且高度也逐年减低。水流急而浅的小瀑布从陡峭的山腰或从冰川凿成的谷壁下泻时，侵蚀作用往往把水局限于一条由上到下的凹沟中，使瀑布越来越狭。不管侵蚀作用怎样发生，每一条瀑布最后都须向流水锲而不舍的夷平力量屈服，与常流不已的江河比较起来，瀑布的寿命是短暂得多了。