书城童书我的第一本地球科学探索发现
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第23章 重大发明与发现(15)

奥地利首都维也纳以上的河段是多瑙河的上游。它的源头从茂密的森林中跌宕而出,河水穿行在巴伐利亚高原坚硬的岩石山区,河道狭窄,谷深流急,水力资源丰富。

从维也纳到南斯拉夫和罗马尼亚边界上的铁门峡谷是多瑙河的中游。多瑙河的这一段主要流经匈牙利和南斯拉夫的东北部,是地势低平、宽广肥沃的多瑙河中游平原,河谷较宽,河道曲折。发源于阿尔卑斯山脉和喀尔巴阡山脉的几条主要支流:右岸的德拉瓦河、萨瓦河,左岸多瑙河最大的支流蒂萨河都在南斯拉夫境内汇入多瑙河,使多瑙河水量猛增一倍半。在贝尔格莱德以下,南、罗两国交界处,多瑙河进入喀尔巴阡山区,河流切穿坚硬的花岗岩,形成一个接一个的险峻峡谷,水流湍急。包括卡桑峡和铁门峡等一系列峡谷的卡特拉克塔峡谷,长144公里,峡谷中最窄的地方,只有150到200米宽,由于水下岩石倾斜,峡谷中的上下河段水位相差近30米,蕴藏着丰富的水力资源。

铁门以下至入海口为多瑙河的下游。这里流经多瑙河下游平原,河谷宽阔,水流平稳,接近河口时宽度扩展到15~20公里,有的地段可达28公里之多。多瑙河流到土耳恰城附近分成三条支流,冲积成面积约4300平方公里的扇形三角洲。在6万年以前,三角洲地区还是碧波万顷的海湾。由于多瑙河每年挟来大量泥沙,年复一年地在此堆积,形成现在无数的水道流经芦苇中,或穿过飘浮着睡莲的神秘大湖之间,把坐落在它们之间的村庄、渔场、农田、菜园联结起来,构成一个神奇的世界。富饶的三角洲,2/3以上的地区生长着茂密的芦苇,年产芦苇300多万吨,约占世界总产量的1/3。由于芦苇全身是宝,如果把三角洲芦苇充分利用,每人每年可得约30公斤的人造纤维和10公斤以上的纸,所以被罗马尼亚人亲切地称为“沙沙作响的黄金”。多瑙河三角洲,还是“鸟类的天堂”。这里是欧、亚、非三大洲来自五条道路候鸟的会合地,也是欧洲飞禽和水鸟最多的地方。这里经常聚集着300多种鸟类。各路鸟群在此聚会,形成热闹非凡而又繁华壮丽的景象。三角洲上,由于有奇特的地理现象——浮岛,有名目繁多的植物、鱼类、鸟类和动物,所以,科学家们又称它为“欧洲最大的地质、生物实验室”。

对于沿岸国家的人民来说,多瑙河如同母亲一样的亲切、熟悉。1867年,被称为“圆舞曲之王”的奥地利著名作曲家约翰·施特劳斯以一首歌颂多瑙河的诗歌为基础,创作了一首由乐队伴奏的男声合唱。这首歌后来去掉人声,改为了一首圆舞曲,这就是后来被称为“奥地利的第二国歌”的《蓝色多瑙河圆舞曲》。

“大地明珠”湖泊

在陆地表面上有一些周边高、中间低,能够蓄相当水量的天然洼地,我们称它为湖泊。湖泊因其换流异常缓慢而不同于河流,又因与大洋不发生直接联系而不同于海。作为“大地明珠”,湖泊是地球陆地水的组成部分,它有淡水的,也有咸水的,地球上全部淡水湖的水量约为全部地表水量的0009%。我国习惯用的陂、泽、池、海、泡、荡、淀、泊、错和诺尔等都是湖泊之别称。

世界上的湖泊星罗棋布,它们像一颗颗晶莹的蓝宝石镶嵌在陆地表面,把地球点缀得更加绚丽多彩。那么湖泊是怎样形成的呢?众所周知,湖泊是由湖水和盛装湖水的湖盆构成的。因此湖盆是湖泊形成的基础。根据湖泊的成因,主要可分为以下几种类型。一种是由于地壳运动,造成局部断裂或下陷,而积水成湖。这种湖叫构造湖,特点是湖水较深、湖面宽广。第二种是火山喷发后的火山口,天长日久,积水成湖。这样的湖叫火口湖。火口湖多成圆形,湖岸陡峭,湖水也很深。第三种是由于熔岩流阻塞河谷形成湖泊,这类湖泊叫堰塞湖。第四种是河流或浅海泥沙的沉积湖,多分布在河流三角洲和沿海地带。第五种是由风力作用形成的湖泊,叫风成湖。这类湖泊一般面积较小,湖水较浅,随着水源的变动而移动,所以又叫游移湖。第六种是在石灰岩、白云岩等可溶性岩石地区,地下水的溶解作用形成的溶蚀湖。这类湖泊形如漏斗,湖面较小,排列分散零乱。第七种是由冰川磨蚀作用和冰碛物(随冰川运动被搬运和堆积下来的碎屑物质)堆积而成的冰川湖,其特点是形状多样,湖岸曲折。除此之外,还有一类特殊成因的湖泊,那就是人工修筑的水库。

从地质史的时间尺度来看,湖泊的寿命是短暂的。从最远古的地质时代以来,许多湖泊就无声无息地在大地上悄悄出现,又一个接着一个地渐渐变浅、渐渐缩小,最后一步步走向消亡。例如,古代华北平原上的几百个湖泊,从元代以后都逐渐淤塞成了平地,到现在只剩下白洋淀和几个较小的湖泊了。杭州的西湖从诞生到现在,只不过经历了2000多年,这在漫长的地质历史中,仅仅是短短的一瞬。可是到唐代的时候,已经被泥沙淤塞得快要变成平地了,幸好当时赶着挖掘湖泥,才把它的生命挽救下来。没有多久,到了五代和北宋的时候,西湖又两次面临着消亡的命运,都由于及时挖泥,才没有在周围美丽的山峰和园林中消失。

为什么一些湖泊的寿命总是这样短呢?在气候湿润的地区,河水挟带着泥沙流入湖泊,由于水面突然变宽,水流速度减慢,泥沙在湖边沉积下来,形成浅滩。一部分细小的物质,随着水流漂到湖泊开阔的地方,沉淀到湖底。这样日积月累,就使湖泊变得越来越浅,并随着湖水深浅的不同,各种水生植物逐渐繁殖起来。在沿岸浅水区,生长着芦苇、香蒲;在较深的地带,往往生长着睡莲、浮萍、水浮莲;在湖泊的深处,生长着各种藻类。这些植物不断生长、死亡,大量腐烂的植物残体,不断地在湖底堆积,逐渐形成泥炭。随着湖底的逐渐淤浅,又有新的植物出现,并从四周向湖心发展,湖泊变得越来越小,越来越浅。当湖泊中的沉淀物增大到一定的限度时,原先水面宽广的湖泊就变成浅水汪汪、水草丛生的沼泽了。

在干燥的地区,湖泊的消亡原因同湿润地区原则上没有什么不同。只是在这里,湖泊消亡得更迅速,许多巨大的湖泊常常因为河流改道或气候变迁,使来水减少,蒸发耗水增加,使“收支”不平衡。在干燥地区还有一部分风力作用搬来的流沙在湖中淤积。在盐类较多的湖中,还有盐类沉积,这就加快了湖泊逐渐变浅变小的进程,最后水分完全干涸,只剩下一片布满盐斑的洼地。湖泊的消亡,不仅减少了水产品的产量,还会使气候变坏,江河的水量得不到调节,增加水旱灾害,这些都给人类带来许多害处。因此,我们应该爱护湖泊,延长它的寿命。

湖泊的蓄水量不过是海洋的五千分之一左右,但是它们有的可以调节河流水量,是良好的天然水库;有的能够蓄洪、灌溉、发电、养鱼和繁殖其他许多有用的水生生物;有的湖泊更是取用方便的盐库、碱库、硼砂库。此外,它们还可以改善气候,对人类的影响极大。因此,保护湖泊、保护湖泊生态环境,是人类的一项长期任务。

“名不符实”的里海

世界上有一些水域很有意思,它们虽然叫海,却名不符实,世界上最大的湖——里海就是这样的水域。

里海位于亚欧大陆腹部,亚洲与欧洲之间,东、北、西三面湖岸分属土库曼共和国、哈萨克斯坦共和国、俄罗斯联邦共和国和阿塞拜疆共和国,南岸在伊朗境内。它南北狭长,形状略似“S”型,南北长约1200公里,是世界最长及唯一长度在千公里以上的湖泊。东西平均宽约320公里,湖岸线长约7000公里,面积371000平方公里,大小几乎与波罗的海相当,相当全世界湖泊总面积的14%,是世界上最大的湖泊,也是世界上最大的咸水湖。里海是一个地地道道的内陆湖,那为什么又被称为“海”呢?

里海有一些与海洋相同的特点,首先是里海的湖水盐分很高。里海位于荒漠和半荒漠环境之中,气候干旱,蒸发非常强烈。据统计,里海每年的进水总量为3382立方公里,而每年的耗水量则为3613立方公里,进得少,出得多,出现了入不敷出的“赤字”,湖水水面必然会逐步下降。1930年湖的面积为422万平方公里,到1970年已经缩小到371万平方公里了。因为水分大量蒸发,盐分逐年积累,湖水也越来越咸。由于北部湖水较浅,又有伏尔加河等大量淡水注入,所以北部湖水含盐度低,为02‰,而南部含盐度高达13‰。因此,里海水像海水一样既咸又苦。其次,里海会产生狂风巨浪。在巴库和克拉斯诺伏斯克之间的开阔湖面上,常发生高达4~6米的波浪。吹南风时,巨大的波浪,从里海南部和中部的广阔地段进入浅水地段后,波浪缩短,变得险急。这时若暴风改变了方向,北风成了自己的波浪系统,它迎击南风吹来的波浪,于是产生了危险的激浪。更为有趣的是,里海中有一些导源于北冰洋的海豹、鲑鱼等典型的海洋生物。这是因为里海与咸海、地中海、黑海、亚速海等原来都是古地中海的一部分,经过海陆演变,古地中海逐渐缩小,上述各海也多次改变它们的轮廓、面积和深度。所以,今天的里海是古地中海残存的一部分,地理学家称之为“海迹湖”。因此,人们就把这个世界上最大的湖称为“里海”了。

里海是仅次于波斯湾、俄罗斯西伯利亚的世界第三大油气产区,已探明的石油储量约有100亿吨。由于尚未进行过大规模开采,而且探明储量有可能进一步增加。因此,里海被认为是21世纪的“第二个波斯湾”。1991年以前,里海一直被认为是苏联和伊朗的内湖。两国联合管理并使用里海及其资源,在各自认定的区域内进行经济开发。1991年12月苏联解体,里海沿岸国家由两个变成了5个。这5个国家,尤其是阿塞拜疆、哈萨克斯坦、土库曼斯坦等新独立国家,均希望在里海油气开发中多占到一些份额,于是,里海到底是湖还是海的问题又随之而生。俄罗斯和伊朗认为里海是一个湖,阿塞拜疆和哈萨克斯坦则认为里海是一个海。

里海究竟是海还是湖的争论其实质是对里海的资源之争。根据《国际法》,如果是海,那就应按有关规定分割,各沿岸国有权得到自己的份额,自行支配;如果是湖,那就属于沿岸国家的共同财产,任何开发工作都应通过共同协商,兼顾各方利益。里海究竟是海还是湖?围绕这个问题,里海沿岸国家的争论至今也未达成共识。

里海水域非常适宜鲟鱼生长,历来被视为水产珍品的鱼子酱正是利用鲟鱼子制作的,世界上主要鱼子酱产地就集中在里海沿岸。近年来由于开采里海周边的石油和天然气,已造成里海环境污染严重,导致大批鲟鱼死亡。现在,伊朗的鱼子酱产量已由10年前的年产300吨下降到不足90吨;俄罗斯的鱼子酱年产量也只有10年前的四分之一。

神秘莫测的死海

死海地处约旦和巴勒斯坦之间南北走向的大裂谷地带中段,湖底最低的地方,低于海平面790多米,是世界大陆上的最低点。死海虽名为“海”,实际上是一个内陆湖泊。它南北长75公里,东西宽5~16公里,面积1045平方公里,相当于中国最大的咸水湖青海湖的1/4。

关于死海,有这样一个非常有趣的故事。公元70年,罗马统帅提图斯进军耶路撒冷,攻到死海时,他下令将俘获的奴隶带上镣铐,投入死海,处以死刑。但被投入死海的奴隶们,不但没有沉到水里淹死,反而被波浪冲回到岸边。提图斯十分气恼,再次下令把俘虏们扔进海里,海浪又一次将奴隶们送回到岸边,奴隶们依旧安然无恙。面对此情此景,提图斯十分惊惶,他以为奴隶们是受到神灵的保佑,才屡淹不死的,于是就下令赦免并全部释放了这些奴隶。大家都知道,世上本没有神灵,战俘们能浮在死海的水面上,是由于死海的盐度高,湖水比重大于人体比重造成的。正是这特殊的地理因素,才救了俘虏们的性命。

死海湖水的含盐度为一般海水的6~7倍,位居世界盐湖之首。希伯来语称死海为“盐海”。由于湖中含盐量大,湖岸土壤也富含盐分。植物在湖中难以生存,约旦河的鱼一接触到死海的水就死亡,水中无鱼,以鱼为食的鸟自然也不飞到这里来了,就连四周湖岸上草木也难以生长,因此人们称它为“死海”。据测算,死海的食盐蕴藏量可以供给40多亿人食用2000年。

死海为什么含盐量如此之大?这是因为死海附近地形闭塞,虽有约旦河从北面注入,哈萨河从东南流进,但因死海没有出口,不能换水,而且附近气候干燥炎热,蒸发旺盛,降水量少,淡水一到这里就立刻蒸发,而河流源源不断带进来的盐类物质却留在湖中,因而使它成为世界上最咸的湖。

由于以色列和约旦竞相截取约旦河水用于灌溉,死海水位不断下降,水源日趋枯竭。尤其是死海的南湖,自20世纪50年代末至80年代初,水面已下降了10米,面积由原来的243平方公里缩小到1982年的80平方公里。因此曾有专家估计,死海南湖在90年代将会完全消失。死海总有一天会真的“死”去。然而,科学家们最近惊奇地发现,死海不仅不会“死”,反而会“活”得更好。首先,科学家们在死海水中发现了一种红色小生物——盐藻,其数量之多,每立方米达到2000亿个以上;同时还发现一种单细胞藻类植物正在悄悄地诞生,这给死海带来了生机。另外,科学家们指出,死海在地质构造上处于东非——西亚裂谷带的北端,这个大断裂带正在幼年时期,地壳十分脆弱,目前正以每年2厘米的速度不断向外扩展,它的底部与红海断裂带相连,红海的海水通过底部的裂谷流入死海。这样,死海从底部得到新鲜“血液”的补充,水源会更充足,“活”得会更壮实。

死海是世界上最早的疗养胜地。这里的海水含盐量高,海底的黑泥含有丰富的矿物质和硫化物,有保温、清洁皮肤、减轻关节痛等特殊功效。此外,死海上空有矿物质丰富的大气,含有镁、钠、钾、钙和溴。溴以其具有镇静疗效而闻名,它在死海周围空气中的密度比在地球其他任何地方高出20倍。

“水下奇迹”贝加尔湖

世界上有七大奇观,现在,国际塞达姆环保组织的一批海洋专家又评出了世界水下七大奇迹,这其中就包括位于俄罗斯东西伯利亚南部的贝加尔湖。