是谁“掘”出大海

    长期以来，地球的不断变化形成了今天凹凸不平的表面和各式各样的地形。事实上，这些变化通常都极其缓慢，很难为人察觉，但偶尔也有急剧激烈的变化，如火山喷出熔岩、大地震动裂开、泥土随山崩泻而下等。这时，人类才会发现塑造地貌的力量有多么强大。

    塑造地貌的三种力量

    塑造地貌的力量主要来自地球内部的热能、太阳的热能，以及重力（地心引力）这三种能量。整体来说，所有地形都是由这三种能量造成的。

    地球内部的温度很高，约为5000℃，主要是因为放射性元素分裂，释放出热能。而热力又会推动大陆板块，在地球表面漂移，引起火山喷发、地震和造山运动。

    在太阳系的几大行星中，只有地球表面有液态的水，在地貌的塑造上，这也是一股重要力量。太阳热力蒸发了海面及湖面的水，蒸汽上升后逐渐冷却、凝结成云，降落为雨和雪。雨水降于地面后，会对岩石进行冲刷并带走岩屑，这就形成了各种各样的地形。而冰川的移动，侵蚀地面，又造成一些独特的地形。太阳热力推动气流，使风和浪产生，对地表又起到风化作用。

    塑造地貌的第三种能量就是重力。重力会造成潮汐和山崩。潮汐会使潮水冲击岸边，改变地形；而山崩则可改变山岳的形状。雨水在重力的作用下，还会冲刷岩石，形成河床山谷。江河的冲刷力更强，更能造出各种地形，并把岩屑砂粒带到洋底。日积月累，洋底沉积物变为岩石；遇上地壳活动，洋底隆起，把这些岩石升到地面，成为新的山脉。

    大陆为何不断漂移

    地球上所有的大陆都在不断漂移，漂移速度虽然很慢，但产生的力量却超乎我们的想象。

    我们知道，地壳由7大板块构成，而每块板块也在各自不断地进行漂移。每年移动虽不过数厘米，但经过漫长的地质年代，有些板块可能已由地球的一边漂移到另一边去了。这种学说也被称为板块构造学说。而板块漂移，则是塑造地貌的最重要力量。

    地壳由两种岩石板块构成，一种是大陆板块，是人类居住和活动的场所；另一种是较重的海洋板块，构成海床。大陆地壳比洋底地壳要厚得多，一般要厚4万米以上；而洋底地壳的厚度一般都不超过8千米。

    大陆地壳和洋底地壳都在地幔之上移动。地幔是地心与地壳间的厚层，密度较大，主要由岩石构成。由于温度高，部分岩石半熔化，因而可以缓慢流动，就像刚从冰箱里取出的糖浆一样。地心是白炽的金属，温度更高，它的热量可以引起对流作用，即下部地幔温度高，向上升起，四散流开，热量散失，然后下降。正是这种对流作用，才使得大陆不断发生漂移现象。

    洋底下面的对流作用，逐渐熔化了洋底岩石，使得岩浆上升，形成火山熔岩。熔岩再慢慢渗出洋底，冷凝成洋底火山。堆积得较高时，就形成了火山岛。例如冰岛及旁边的瑟特塞岛，就是这样形成的。

    洋底的山岭下，半熔岩石会向两边散开，从而带动地壳的固体岩板和地幔顶层一起移开。同时，洋底山岭的火山还会不断喷出熔岩，熔岩冷凝成为新的洋底地壳，取代了移开了的部分。这样，新的洋底地壳就会不断形成，海洋板块也不断扩大。大西洋的西岸，是北美洲板块和南美洲板块，东岸则为非洲板块和欧洲板块。两岸板块被对流推开，距离每年约增加25厘米。哥伦布1492年横渡大西洋时，大西洋比今天窄12米左右。

    如果所有洋底都不断扩大，那么地球表面就一定会扩阔。然而事实并非如此，相反，太平洋目前正在不断缩小。在太平洋边缘，海洋板块随对流沉潜到亚洲板块和美洲板块下面。在板块的不断摩擦作用之下，使得一圈火山形成于太平洋边缘，引发频繁的地震，称为“太平洋火圈”。海洋板块潜没到地幔处，叫做俯冲带，此处有非常深的海沟。其中以菲律宾海的马里亚纳海沟最深，有1.1万米之深，其深度与珠穆朗玛峰的高度比起来，还多出2100米。

    大西洋的扩大并不是无限的，两岸边缘会有俯冲带出现，最终，南美洲和非洲会聚合在一起，形成一个新的大洲。在1.5亿年前，这些板块原本就属于同一个大洲。

    谁证明了大陆漂移学说

    地球自诞生以来，在漫长的46亿年间，大陆板块一直都是分分合合，使得无数的海洋扩展又消失。而这种现象，还会一直继续下去。

    首次提出大陆漂移学说的，是德国天文和气象学家韦格纳，他为此终生受人讪笑。

    1915年，韦格纳发表了大陆漂移学说，称地球虽然看上去是个固体的岩石球，其实大陆板块是在地表上不断漂移的。他列举证据指出：大陆板块曾经分裂，并离开原来的位置，但他却无法解释所需的巨大力量来自何处？不过他深信：非洲边缘与南美洲边缘配合得天衣无缝绝不是偶然，所有的大陆板块都曾属于同一个超级大陆，被海水包围，他称之为联合占陆。韦格纳还从各大洲中找到类似的岩石和化石，比如在巴西和南非都找到了舌羊齿植物的化石，由此猜测2亿年前这两大板块间没有大西洋阻隔。韦格纳认为：西伯利亚埋有必须形成于热带的煤，非洲发现古冰川遗迹。而这一切，都表明大陆板块曾由一个气候带漂移到另一个气候带。此外，韦格纳又提出，板块相撞处岩石受挤压而隆起成为山脉。而一般地质学家则相信是地球收缩，使地壳起皱成为山脉的。

    1930年，韦格纳在格陵兰探险时去世，终年50岁。20多年后，他的学说才被公众接受。1931年，英国地质学家霍姆斯提出，半液态地幔的对流可引起部分地壳移动。

    1963年，科学家获得确凿证据证明洋底扩展，把大陆板块向两旁推开。

    熔岩凝固时，会录下地球磁场。地球磁场过去逆转多次。现在已发现，洋底山脊两边地壳录下的磁场记录完全对称，而且离山脊越远的岩石越古老。显然证明：熔岩从山脊中部涌出，构成新生地壳，继而向两边移开。就此，科学家终于找到了韦格纳大陆漂移说中所需的动力。

    小知识——海水的不同颜色

    造成海水有不同颜色的原因主要来自海水的光学性质，即海水对太阳光线的吸收、反射和散射。我们知道，太阳光是由7种光复合而成的，即：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，而7种颜色具有长短不一的光波，波长从红光到紫光，渐渐由长变短。其中波长较长的红光、橙光、黄光具有较强的穿透力，最容易为水分子吸收；蓝光、紫光，波长较短且穿透力弱，在碰到纯净海水时，最容易被散射和反射。又由于人眼对不同颜色的光的敏感度不同，对紫光很不敏感而常常视而不见，但对蓝光却比较敏感。所以，我们所见到的海洋就呈现出一片蔚蓝色或深蓝色了。若将海水盛出放在碗中，则看起来就和普通水一样无色透明。

    实际上，海水看上去并不完全是蓝色的，还有红、黄、白、黑等。因为海水颜色除受到上述因素影响之外，海水中的悬浮物质、海水深度、云层等其他因素也会对其产生影响。比如我国的黄海看似一片黄绿色，这是由于海水被古代黄河携带的大量泥沙“染黄”之故。现在黄河虽然改道汇入渤海，但由于有宽阔的渤海海峡与黄海北部相连，加上淮河等河水的注入，所以黄海海面仍然呈现出浅黄色。

    红海地处亚非两洲之间，因其水温很高，生长有一种水藻，水藻大量死亡后为红褐色，海水也被染成了红色，红海便得名于此。

    因为黑海有多瑙河、顿河、第聂伯河等河水流入其中，所以它的表层，有很小的密度，深层由于受到高盐度地中海海水的影响，有很大的密度。这样，密度上层小，下层大，且具有很大差异，难以进行上下水体间的交换。连通黑海和地中海的仅有一道窄而浅的土耳其海峡，使得海水难以在二者之间进行大量的交换，这样以来，下层的黑海海水长时间处于缺氧环境，上层海水中生物分泌的秽物以及死亡后的各种动物下沉到深处腐烂发臭，海水在大量污泥浊水的影响下逐渐变黑。

    而北冰洋深向俄罗斯北部的白海，其得名则是由于它地处高纬度，常年冰雪覆盖，非常寒冷，加上有机物含量比较少，所以使海水呈现出一片白色。

    潮涨潮落为哪般

    大凡去过海边之人，都会看到海水呈周期性的涨落现象。到了一定的时间，海水推波助澜，迅速上涨而达到高潮；此后一些时间，上涨的海水又会自行退去，露出沙滩，出现低潮。如此循环，往复不息。

    所谓潮汐，指的就是这种有节奏的海水周期性涨落运动，在法国文学中，这种现象称之为“大海的呼吸”。潮汐现象的特点是每昼夜的高潮不是一次，而是两次，“昼涨称潮，夜涨称汐”。

    潮汐是怎样形成的

    我们把地球的岩石圈、水圈和大气圈在日、月引潮力的作用下，分别产生的周期性运动和变化总称为潮汐。固体潮汐指的是固体地球在日、月引潮力作用下，引起固体地球的弹性-塑性形变，简称为固体潮或地潮；海洋潮汐指的是在日、月引潮力作用下。引起海水海面的周期性升降、涨落与进退，简称海潮；大气潮汐指的是受引潮力的作用，使大气各要素（如气压场、大气风场、地球磁场等）产生的周期性变化（如8、12、24小时），简称为气潮。其中，太阳潮指的是由太阳引起的大气潮汐；太阴潮则是由月球引起大气潮汐。由于月球比太阳距离气球更近，所以月球与太阳引潮力之比为11：5，而对海洋而言，太阴潮比太阳潮更为显着。地潮、海潮和气潮的原动力均为日、月对地球各处引力不同，三者互有影响。

    发生于大洋底部的地壳的弹性-塑性潮汐形变，相应地会引起海潮。即对于海潮而言，存在着地潮效应的影响；而由海潮引起的海水质量的迁移，改变着地壳所承受的负载，使地壳发生可复的变化。气潮在海潮之上，海潮由于受到气潮的作用而引起附加的振动，变化更为复杂。

    作为完整的潮汐科学，应该把地潮、海潮和气潮作为一个统一的整体的研究对象，但由于海潮现象十分明显，而且密切关系人们的生活、经济活动、交通运输等，因此比较习惯将潮汐一词狭义地理解为海洋潮汐。

    是什么导致了潮汐现象

    我们把海水周期性的涨落现象叫做潮汐。由于白天是朝，晚上是夕，因此把白天出现的海水涨落叫做“潮”，夜晚出现的海水涨落叫做“汐”。古人对这种现象曾感到十分不解，不知其成因究竟为何。后来细心的人们发现，每天潮汐都要往后推迟一段时间，而这段时间恰好等同于月亮每天迟到的时间，因此就联想到，或许潮汐和月球之间存在某种必然的联系。在《山海经》这部我国古代地理着作中，就已经提到潮汐与月球的关系；东汉时期王充在其所着的《论衡》一书中，也明确指出：“涛之起也，随月升衰”。但是一直到牛顿发现万有引力定律后，拉普拉斯才从数学上做出证明，即潮汐现象引起的确来源于太阳和月亮、特别是月亮的引力。

    其实，太阳和月亮都可以使地球表面的潮水上涨，但月亮比太阳离地球要近得多，所以成为引起潮涨潮落的主要因素。住在海边的人都知道，潮水的涨落一般相隔6小时，而且高潮时间与上一天相比约迟50分钟，和每天月出时间的变化完全吻合。

    不仅如此，潮水的高低也会随月亮绕地球转动的周期而改变。每月朔望，潮水就高得多。这种最高的高潮称为“大潮”。“大潮”发生的时候，太阳、月亮和地球成一直线，因此太阳和月亮对地球的引力合而为一。当月亮在上弦或下弦时，同太阳和地球就构成了三角形的三个顶点，太阳引力与月亮引力相消，此时潮水较低，被称为“小潮”。

    除了太阳和月亮外，海岸地形对当地潮水的情况也会有重大的影响。比如加拿大北部哥伦比亚角，潮水平均会上涨10多厘米；但新苏格兰与新布仑兹维克间芬第湾头的明纳斯海盆上，潮水最大时上升的高度比低潮时高出53.5米，是世界上最大的潮差。明纳斯海盆的漏斗形状，使潮水涌集在芬第湾头的狭长一端。每次潮水涨退，进出芬第湾的海水大约有1000亿吨。

    由此可见，潮水的涨退并不像我们看到的那么简单。因为海洋下面有很多巨大的海盆，轮廓也各不相同，视环抱的陆地与凹凸不平的海底而定。海盆的形状，便能够加强或减弱潮水涨退的幅度。

    潮水对航海的重要影响

    潮水与航海的关系最重要。在一望无际的大海上，当然感觉不到潮水涨退，但当轮船接近岸边时，情形就完全不同了。在很多港口，大量海水因潮水的影响而移动，造成强力的海流。如果潮流太强，即使最大的轮船也要等到最适当的时间才能进出港口。所以有些巨轮驶往或离开纽约市时，常要在水上漂浮等候一段时间。纽约港口外有奈洛斯海峡作为屏障，且多数码头都建在距离哈德逊河港口甚远的地方，但最大的货船还是要等水势缓慢时才敢移动，以免受到潮流的冲击撞向码头。

    有一些很大的海湾，由于进口狭窄，潮流异常汹涌，不在水缓慢的时候，根本就无法航行。比如格陵兰的桑德斯特罗峡被称为“西缪塔克”，爱斯基摩语的意思是塞子或瓶塞。事实上这个峡湾的确像个大瓶子，装满以后又会把水倒出，而西缪塔克岛恰好像个塞不住瓶口的软木塞。潮水涌进涌出，犹如汹涌的河流，峡湾里大量的海水每天都要吞吐两次。以前，爱斯基摩人的皮制轻舟每天只有两次大约半小时的时间就能穿过峡湾的湍急海流，现在即使驾驶马力很大的汽艇也要特别谨慎，否则遇到时速12～16千米的海流，汽艇就会失去控制，被水冲走。

    世界上其他地区也有同样的情况，且不一定在峡湾里出现。但不论在哪里，在任何狭窄的水道中航行时，如果遇上海潮和大风，都可能发生危险。

    涨潮激浪

    涨潮激浪是在特殊情况中产生的异象，世界上好几个地方都能看到。出现这种现象的地方，一定是很浅的河口或峡湾，入口处有些障碍物足以阻延潮水流动。如果有适当方向的强风使潮水的涨速超出流过障碍物的流速，到潮水涨到足以越过障碍物时，潮水就在障碍物上方冲过，涌进峡湾，前锋又陡又高，如同一堵大墙。

    除阿拉斯加外，世界上还有几个地方会出现涨潮激浪，比如英国的塞汶河与特林特河、美国的加利福尼亚湾和亚马逊河、我国的钱塘江等。其中亚马逊河和钱塘江涨潮激浪之大，冠于世界，浪峰高达15～25米，以万马奔腾之势向上游冲去，大潮来时时速可达16～20千米。

    许多人在阿拉斯加的杜那根海湾都目睹涨潮激浪的推进情况。在潮水来临前20分钟，就可以听到怒涛激荡的声音，像雷霆一般步步逼进。不过对这种情形当地居民早已见怪不怪了。他们在杜那根涨潮激浪到达前，会把所有小艇拖到沙滩上的安全地点。

    潮汐带来的能源贡献

    利用潮水的庞大力量充作能源，早已吸引了众多富有创造才能的人。在过去的几百年里，英格兰、威尔士、荷兰及现在的纽约等地，就已经有潮水磨坊了。目前，法国在布列丹尼的12米，双向的涡轮机在潮水进入和流出兰斯河水道时，都能利用海流的动力发电。

    有些国家还在海岸装置潮水推动的马达，并利用其发电。在英国就有一些，但马力不大，不足供应整个城市的照明或一家大工厂所需的电力。最通用的潮水马达，利用浮体沿长杆滑上滑下，使机器保持转动。涨潮时浮体升起，退潮时浮体降落。但不论升起或降落，都能发出动力。另一种装置需要建造一个蓄水池，前面有入口，可以让潮水流入。潮涨时，这些潮水就会推着机轮朝某一方向转动，潮退时又会朝另一方向转动。

    为了将来的需要，俄罗斯目前在北极海接近挪威边境的基斯拉雅湾，设置了一个试验性的潮汐发电站。

    总之，工业国家对能源的需要都在不断增加，相信不久之后，很多国家都可以借助潮水的力量，使城市大放光明，使工业保持生产了。

    小知识——何谓“咸潮”

    咸潮，是一种天然的水文现象，又叫做咸潮上溯、盐水入侵。它的成因来自于太阳和月球（主要是月球）对地表海水的吸引力。当淡水河没有足够的流量，就会出现海水倒灌，咸淡水混合致使上游河道水体变咸，咸潮就会由此形成。

    冬季或旱季，也就是每年10月至第二年3月之间，容易发生咸潮。它一般在河海交汇处例如中国的长三角、珠三角周边地区出现。

    影响咸潮主要有两个因素：天气得变化和潮汐的涨退。特别是在天文大潮时，有着更为严重的咸潮上溯现象。此外，受到全球气候变化使海平面上升的影响，使得咸潮有着非常缓慢的增加，但长时间的积累也在逐步显现出来。

    由咸潮造成的影响主要体现在氯化物的含量上。一般来说，海水的氯化物浓度一般高于5000毫克/升。当发生咸潮的时候，河水中氯化物的浓度从每升几毫克会上升到250毫克以上。依据国家有关标准，如果水中的含氯度超过250毫克／升就不适宜饮用，因为水中含盐度过高会危害人的身体健康，同时还会威胁到企业的生产。

    除此之外，地下水和土壤内的盐度还会受到咸潮的影响而升高，严重影响农业生产，危对当地植物生存带来危害。比如在广州省番禹石楼镇的一些稻田边，尽管水沟里仍有一些水蓄存，，可是田地却呈龟裂状态。该镇由于受到咸潮的影响，沟里的水咸度已达0.5％的咸度，而若是农作物“饮用”高于0.4％的咸度的水，半个月后就会停止生长，甚至死亡。

    海浪的巨大威力

    看过海浪的人，都会觉得海浪很神奇，有时富有诗意，有时则来势汹汹。不论在何时，海浪都给人一种神秘莫测的感觉。

    我们把海面上呈起伏形状的传播称为海浪，海浪也是离开平衡位置的水质点作周期性振动，并沿着一定方向传播而形成的一种波动。水质点振动可以形成动能，海浪的起伏能可以产生势能，这两种能量的累计数量可谓令人吃惊。在全球的海洋中，仅风浪和涌浪的能量之和就与到达地球外侧的太阳能量的一半相当。

    海浪的能量是沿着海浪传播的方向不断向前，所以海浪其实又是能量的波形传播。海浪有从零点几秒到几个小时以上的波动周期，从几毫米到几十米的波高，以及从几毫米到数千千米的波长。

    海面的波浪从哪里来

    我们经常能在海边看到这样的情形：天空无风，空气中的一切都不运动，可是海上的破碎波却越来越大，并一个个滚滚而来，究竟这些波浪来自哪里呢？巨浪到底又有多大？

    有人可能认为，波浪就是在海面上移动的大片海水。其实并非如此，只要细心观察随波漂来的一片漂木就明白了。先是漂木迎着前来的波浪移前少许，随着波浪的升高，又随着小浪向前移动少许就又落下。漂木在波浪过后，仍然在原位停留。所以，波浪和海流有所不同。海流确实是会带着水前进的，而波浪只是穿水而过。波浪不外是能的脉冲，藉水分子的振荡而在海水中传送。

    最常见的波浪全都因风而起，海风吹入水面翻起涟漪，涟漪不断堆起，风力便把它们越推越高，同时振荡也越来越深。其实风吹起的涌浪吸收了风的能，其中一半是在海面之下。在浅水的沿岸海底潜水的人可以见得到这种能的力量：涌浪在上边的海面上经过时，水中的海藻来回摆动。英国的“长涌浪”曾把一磅重的石块从海底冲进设在水下30米深处的捕龙虾用的篓里；而爱尔兰西部近岸的海底一带，几百磅重的岩石常被海面的长涌浪打得像保龄球一样滚来滚去。然而使海员害怕的却是波浪的上半部，即波峰部分所传送的能。

    波浪的“威力”

    风浪的大小要受到风速、风吹的时间长短以及海面阔窄等因素影响，而波浪的稳定度，也就是波浪的陡度，决定于波长（即前后两个波浪波峰间的距离）。一个波浪如果高度超过其波长约l／7，就要散开，形成白帽浪。在风暴中形成的波涛，高达12～18米的，在公海上并不罕见。而更高的“滔天巨浪”，也曾有人遇到过。

    1966年，“米开朗基罗”号邮船在狂风怒号、浪高10米的大西洋上航行时，夜里突然看见一个巨浪渐渐升起。据估计约有18米高。巨浪以雷霆万钧之势打在船上，将船首3寸厚的钢板打扁，并在桥楼上撞开了一个9×18米的大洞，冲歪了轮船内部几块舱壁的钢板，还死了3个人。

    对此，科学家的解释认为，海是许多不同风暴形成的波浪汇集之地。在大海上任何一点看到的波浪，有遥远地区旧风暴形成的涌浪，也有在较近海域产生的涌浪。这些来自不同方向的波浪相遇时，力量不是抵消，就是加强。一个波浪的波峰往往会吞噬另一个波浪的波谷，这时二者的力量就会互相抵消，在湍流之中呈现一片风平浪静的景象。但有时候，2～3个，一个波浪的波峰往往会吞噬另一个波浪的波谷，这时二者的力量就会互相抵消，在湍流之中呈现一片风平浪静的景象。但有时候，2～3据记录，最大的波浪是1933年美国海军油船“拉玛波”号在太平洋上遭受台风袭击时所遇到的。一连7天，强烈的大风暴在浩瀚无边的海洋上朝着一个方向猛吹，翻起滔天巨浪。根据慎重纪实的宣誓书和船上官员的计算，一连串巨浪排山倒海而来，一个比一个高，从25米到27米，到30米，直到31米高，最后看到的一个，从波谷到海峰足足有34米高。

    通常来说，冲上岸边海滩的波浪要比在海洋中的小得多。北美沿海的自记测波仪录得，约有80％的破碎波高度不到1.2米，只有冬天风暴季节的波浪才达到3米高。夏威夷的欧胡岛背风面，一向以有拍岸巨浪着称。在那里，能掀起6米高的波浪，已经可以写入记录簿了。在北美北部太平洋沿岸一带，冬季的破碎波往往高达10～12米，

    世界各地最高的波浪也不过如此。波浪能远涉重洋，渡过大海。掀起波浪的风一旦平息之后，波浪就不再与风及湍流冲撞，而变为正常状态的“海浪”——在一定的风速下，海洋所起的最大波浪。从此以后，就成了徐徐荡漾的涌浪，横过大海，向遥远的海岸涌去。此时的波浪也和涌浪一样，可把风暴产生的能传送半个地球那么远。

    我们观察波浪在深海水中移动的情形，就可以估计出波浪移动的速度。计算波浪的速度时，只要计算出两个波峰向前移动时相隔多少秒钟，然后再用35乘这个秒数就可以。

    例如：两个波峰相隔10秒钟到达，那么时速就是350英里。即使是小浪冲上海滩消散，也放出大量的能。

    防波堤上的测力计显示：波浪往往以每平方英尺（0.3平方米）50吨的压力向障碍物猛击。俄勒冈海岸曾受到过8级风的袭击，波涛掀起一块重135磅的石头，把它抛到空中，落在海拔30米的提拉木克灯塔守望人住宅的房顶上，击穿一个直径6米的大洞。在苏格兰维克，波浪从防波堤把重达2600吨的坚实混凝土块冲走。

    实际上，波涛汹涌并不一定预示着风暴的来临。因为风暴掀起的波浪移动速度要快于风暴中心，如果风暴和波浪都朝同一方面移动，波浪的确会首先到达海岸。不过，风暴有时会朝另外一个方向走。例如大西洋的飓风常常会把巨浪送往北美海岸，而本身却出海去了。

    相关链接——海浪有哪些种类

    我们把风在海洋中形成的波浪叫做海浪，有风浪、涌浪和海洋近岸波等种类。一般地说，海浪的波长为几十厘米到几百米，周期为0.5～25秒，波高从几厘米到20几米；特殊情况下有30米以上的波高。

    由风直接推动的海浪叫做风浪，与此同时，许多高低长短不同的波浪也会出现，具有较陡的波面，常有浪花或大片泡沫出现在波峰附近。

    所谓涌浪，就是风浪传播到风区以外的海域中所显现的波浪，涌浪的外形较为规则，也有比较整齐的排列，有较长的波峰线以及较平滑的波面，和正弦波略微近似。涌浪在传播的过程中，受到海水内摩擦作用的影响，能量不断减小而逐渐变弱。

    所谓海洋近岸波，指的是传播到海岸附近时的风浪或涌浪，受地形的作用改变波动性质的海浪。海洋近岸波的传播速度随着海水的变浅而变小，波峰线弯转，逐渐平行于等深线。它的波形在传播中不断发生改变，波峰前侧变得越来越陡，后侧变得越来越平缓，波面变得很不对称，以至于出现倒卷破碎现象的发生，并且在岸边还有水体前流的现象形成。

    深海洪流是怎么回事

    海流也叫做洋流，是由于热辐射、蒸发、降水、冷缩等作用而使海水形成不同密度的水团，再加之风应力、引潮力、地转偏向力等作用而引发的大规模相对稳定的流动。海流是海水的普遍运动形式之一。有许多海流存在于海洋之中，每条海流终年都沿着较为固定的路线流动，就如同人体的血液循环一般，整个世界大洋都因此而彼此联系起来，从而使其各种水文、化学要素能够得到长期的相对稳定的保持。

    海洋中较大的海流，大多是被强劲而稳定的风吹刮起来的。这种由风直接产生的海流叫做“风海流”，或称之为“漂流”。“密度流”，也叫“梯度流”或“地转流”，是因为海水密度分布不均而产生的海水流动。黑潮和湾流是海洋中最着名的海流。

    海水因为具有连续性及不可压缩性，相临海区的海水在一个地方的海水流走后，就会流过来补充，这样就有补偿流产生。补偿流有水平和垂直两种方向。在海洋的大陆架范围或浅海处，由于海岸和海底具有较为显着的摩擦，加上具有特别强的海流等因素，使得颇为复杂的大陆架环流、浅内海环流、海峡海流等浅海海流得以形成。

    深海洪流的发现

    人类在海上航行已经有很长的时间了，但在公元1513年前，还不曾有人想到海洋中有海流存在。1513年4月，西班牙探险家庞斯·德里昂发现了佛罗里达，并据为西班牙领土后，在沿岸航行时才注意到令人莫名其妙的现象。他的小船本来顺着大风南航的，而实际上却世界朝北倒退了，这使他发现了那股强有力的湾流。后来证明，这条湾流比他苦苦寻找的“青春泉源”更为重要。

    此后的250多年里，没有人重视德里昂的发现。后来，历史上最富有研究精神的富兰克林开始提出一些问题。当时富兰克林正担任美洲殖民地的邮政局长，在乘坐由英国直接开来的定期邮船横越北大西洋，却发现要比普通商船慢两周。这让富兰克林很纳闷，便向新英格兰一位名叫伏尔格的捕鲸船船长请教。

    伏尔格说，有一股强力的洋流横越北大西洋流向不列颠群岛。定期邮船由英国西航前来美洲殖民地，一路上要同这股洋流对抗，而自己的捕鲸船每次都会改道避开这股洋流。

    由于湾流来自热带海洋的暖水，所以绘制湾流路线图的最简单方法就是测量海水的温度。据此，富兰克林首次绘出了湾流简图。直到今天，很多船长在参加新港一百慕大游艇大赛时，仍用温度计来测出湾流所在。

    又过了100多年，美国海军穆里上尉开始绘制全球海流的“流型”图。穆里由于在一次意外事件中受伤残废，闲居家中，于是就把航海日志本分别送给军舰、商船及渔船的船长，请求他们无论在地球上什么地方，都把每日的风向与海流动态一一记录下来。

    穆里根据各船长的记录，花了多年时间，终于使海流概图面世。

    各种海流的特性

    在北大西洋，一条庞大的海底洪流沿赤道北边伸展，一路上吸取热量汇成湾流，直达美国东岸，最后才转入大海。到了冰岛南面，一条海底山脉把这条海底洪流又分成2股，一股流向苏格兰北部，最后在斯堪底纳维亚半岛的海岸消失；另一股则沿着欧洲与非洲海岸南下，就是加那利海流。

    北太平洋也有同样的涡流。黑潮沿着日本海岸向上流，向东越过太平洋，成为向南流的加利福尼亚海流。然后这股海流又折向西边，成为赤道海流。

    巨大的海底环形洪流，有些流速很快，每小时高达8000米；有些流量巨大，每秒钟多至5000万吨。究竟是什么力量推动了这些海底洪流呢？研究发现，海水温度与密度的差别对其有一定的影响，但是，最主要的推动力还是盛行风。而海底洪流之所以又会发生弯曲，则是由地球的自转造成的。

    除了主要海流外，还有次要海流。阳光充足的海洋一到了晚上，海水就会转冷，变得较重，并逐渐下沉，引起垂直海流。还有一种次要海流就是次表层流。它是由冷海水较重向下沉后聚集海底，然后从两极地区流出，在洋底上向四方散去时形成的，就像碟子里的糖浆一样。

    巨大的海流通常都是相当稳定的，但强风中也会使流型发生改变，有时甚至还会带来灾难。比如在巴拿马湾，大约每10年，温暖海流就由巴拿马湾向南推进，迫使寒冷的亨波达海流改道。此时，在海水表层生活的鱼就要潜入较冷的深层，而浮游生物则多数死亡腐烂。食鱼鸟因而饿死的更是数以百万计。此外，风因为吸收了温暖的水分变成了雨，便降落在不毛的秘鲁沿岸地区，造成洪水泛滥。

    海流对海洋区域的影响

    海流会使某些海洋区域非常富饶，但也会使一些海洋区域比撒哈拉还要贫瘠。比如百慕大东南面的马尾藻海，就是生物最少的水域。因为那里是巨大涡流的滞水中心，没有海流把生物所需的海底养料冲上表层，因而也几乎没有任何生物能在那里生存。

    事实上，海流很像一条输送带，把生物散布到地球70％以上的地区。西印度群岛的“海豆”，随着海水漂流，经常在几千米以外的地方出现，甚至能到达欧洲海岸；椰子树原产于马来半岛，由于多在岸边生长，椰子跌落海中，随着海流漂浮后便逐渐遍布南太平洋各地了。

    不过，海流的最主要贡献还是散布鱼苗。据估计：鱼苗约有80％都是由海流传送，散布到各地的。而生物随着海流移栖的事件中，最奇异的要算欧洲鳗鱼的长途旅行了。这种鳗鱼在淡水河中生活5～8年后，到要繁殖时间便开始长途远游，前往马尾藻海。不知是何原故，鳗鱼要到这个生物稀少的海中去交配产卵。因而小鳗鱼在出生后，立刻就会面临艰巨的任务——游行4800千米，回到母亲从前居住的欧洲淡水河。如果没有海流的协助，这些小鳗鱼是根本不可能完成这样的旅程的。

    太平洋鲑鱼也有差不多的习性。在海中生活1年后，到春情发动时便会开始一次悲壮的移栖，回到原来出生的河流。雌鲑鱼在淡水河中产卵后，体力衰退，不久就会死去。小鲑鱼出生后，先在较安全的淡水中逗留几个月，然后便沿河而下进入大海，一直活到成熟期。

    新知博览——海底河谷及成因

    蜿蜒曲折的水下河谷，在很多浅海的海底都能发现。有意思的是，这些水下河谷与陆地上的河谷经常可以对应起来。较为明显的如北美的哈德逊水下河谷，它沿着东南方向向大西洋底延伸，顶端是浅而平的半圆形，向“下游”渐变渐深。最深之处位于海面以下100米，而谷地两边的海底深度仅为40米。哈德逊水下河谷的下游出口处呈一个倒三角形，如同河流入海处的宽阔河口一般。在东南亚，地处苏门答腊和加里曼丹之间的巽他大陆架上，有呈现出如树枝一样的水下河谷系统，一条向北流，一条向南流，两片略微向上凸起的海底高地，就是这两条水下河谷的海底“分水岭”。这两条河谷底部均向下游慢慢倾斜，横剖面与平面外形与陆地上的河谷别无二致。

    除此之外，还有几条非常明显的水下河谷，分布于欧洲西北部环绕英伦三岛的一片广阔大陆架浅海底。易北河、莱茵河、威悉河等，在现在的地图上都是各自分开，单独入海的。若是将它们各自的水下河谷予以连接，就可以看到，入海后，它们经由各自海底的河谷延伸向北，最终3条河谷汇合于一起“注入”北海。注入大西洋的法国、英国的河流，有很多连接着海底水下河谷。甚至连英吉利海峡，本身就是一条通向大西洋的海底谷地。

    它们为什么与陆地上的河谷如此相似？实际上这密切关系到大陆架的形成。大陆架曾属于陆地的一部分，只是因为受到海平面升降变化的影响，使得处于陆地边缘的这一部分，在一个时期里沉溺于海面以下，成为浅海的环境。

    海底能否成为人类未来的家园

    在浩渺的宇宙中，地球这颗行星是微不足道的。但是，它自身独具的特点——太阳系中唯一拥有大量液态水的星球，又令大多数的宇宙天体在它面前黯然失色。

    生命起源的摇篮是海洋，海洋浩瀚无边，在地球总面积中占71%，有极为丰富的矿物资源、生物资源和药物资源蕴藏在其中，如海底石油、天然气等，以及丰富的镁、溴、铀、银、金和大量其他的矿产资源。当人类社会面临人口膨胀、环境恶化和资源稀缺的时候，面对蕴含着丰富能源的海洋，自然而然地，便把发展的目光投向了大海。

    海底生活实验计划

    美国四位青年的科学家于1969年2月，进行了一项名为“玻陨石一号”海底生活实验计划。在海底，他们前后一共生活了六十天而未露出水面。实验名称中“玻陨石”，是一种发现于地球的类似玻璃的卵石，据说是陨星撞击月球而爆炸后飞到地球来的碎片。

    4位科学家就生活在一所坚固的小型复式房屋里，位于约15米深的海下。有茂盛的海洋生物如扇形珊瑚、柳珊瑚、鲜艳的海绵等，围绕并且遍布于海底屋的1.8米珊瑚墙上，如同一座海底石山花园一样。有更多的珊瑚礁位于墙外，不少达5～6米之高。穿上蛙鞋拨水，潜过这些礁脊，几位科学家便可以对这片斜向海湾深处的平坡进行探索和研究。

    他们的海底屋是两个圆筒形钢箱，其中充满空气，各高5.4米，由一条爬行通道将其连接。他们用87吨重的铅，将承托钢箱的底座镇在海底。每个钢箱有两个房间，下层一个房间布置舒适，铺有地毯，4人可以在这里睡觉、吃喝、阅读；上层一个房间可以称得上是桥楼，一些通讯装置和实验设备放在里面。变压器和调节空气系统的压缩机摆放在另一个房间里，还有个冷藏柜用以保存食品。第四个房间是“湿室”，有一个垂直的升降口可以直接通出海去。有水肺装备和潜水衣存放于房间内，每次出海潜水返回后，科学家也在这里用淡水冲洗身体，换干衣服。

    此外，还有一条很粗的“脐带”，即一束软管和电线，将海洋人的住地和支援实验的驳船连接起来。顺着“脐带”，淡水、空气、电力等可以被送往下面，使得跟海下人员的通讯联络得以保持。

    海洋人每天要检查自己的身体——脉搏、血压、心电图等，在夜间还有电极可将他们的脑波记录下来，以观察他们的睡眠效果。与此同时，在水面上的支援驳船上，还有一群医生和“行为监视者”坐在一大排闭路电视荧光幕与扩音器之前，对他们进行昼夜不停的监视。

    实验得出的结果是什么

    海底生活实验进行得很顺利，4位科学家在海底还对海洋的方方面面进行了大量研究，比如海底生物。最积极的研究计划之一，就是追踪龙虾。龙虾是一种食用甲壳类动物。4位“海洋人”捕到140只龙虾，并把大多数都拴上标识，有些虾身上更绑上拇指大小的声纳发送机，这样可以追踪每一只在实验居所附近游动的龙虾。

    借助声纳追踪装置获悉，龙虾是在夜间活动的。它们在夜里到生满绿藻的浅海沙底上，大概是找寻贻贝、蛤和未长成的大海螺等；日间则多半躲在珊瑚中藏身。但是，还有许多龙虾日间在离研究人员住所几百米的外海岩穴中过活，可能是为了躲避鲨和别的天敌。

    据此，科学家认为，这一带的珊瑚礁可以养活更多的龙虾，如果在这里设一个孵化场，多养殖些小龙虾，也许可以用低频声音的信号把鲨引离龙虾场，然后把它们杀死。

    另一珊瑚住客——一种奇怪的“珊瑚虾”，也是玻陨石计划的研究对象。这种浅蓝色小虾约有半寸长，在海葵的毒须间栖居。经常会摇晃触须，以此来引起过往鱼类的注意。当鱼游过来时，它便跃上鱼身，啄食外面的寄生物。它们使鱼的鳞、鳍、鳃变得清洁，甚至连鱼身上创口的腐肉也清理掉了。显然，这种小虾并不怕海葵螫，这应该会引起从事制造业的人的兴趣，或许在对小虾不怕螫的秘密的发现中，会帮助人类研制出一种有医学价值的化学物品，也是很有可能的。

    继这一首次试验之后，又有另外5次海底生活实验于1970年进行。由400多位科学家陆续到海底，对海中生活的情景进行探究。地点分别设在波多黎各、大巴哈马群岛、麻萨诸塞州格洛斯特、波罗的海、圣克罗斯岛等地的海中。在这人口愈发膨胀拥挤的世界上，对食物、矿藏、药品等新资源的需要和谋求越来越迫切。玻陨石计划的进行，已证明在世界上各地大陆架的浅水地区进行广泛的勘探是由可行性的。

    新知博览——海岸线的变化

    地球表面的两个基本要素是海洋和陆地，陆地和海洋的分界线叫做海岸线，通常指发生海潮时高潮所达到的界线。所谓古海岸线，指的是地质历史时期的海岸线。

    海岸线从形态上看，有的曲折蜿蜒，有的则笔直如线。而且，这些海岸线还是不断改变的。以我国的天津市为例，在公元前，这里还是一片大海，那时海岸线位于河北省的沧县和天津西侧一带的连线上。而历经2000多年的演化，海岸线向海洋推进了几十千米。当然，海岸线有时也会向陆地推进。

    之所以海岸线会发生如此之大的变化，主要原因在于地壳运动。受地壳下降运动的影响，造成了海水的侵入（海侵）或后退现象，使海岸线发生了巨大变化。直到今天，这种变化也未停止。有人做过测算，比较稳定的山东海岸，每年纯粹由于地壳运动造成的垂直上升约1.8毫米。照此速度，1万年之后，海岸地壳就可上升18米。那个时候，海岸线又会发生很大的变化。

    此外，冰川的影响对海岸线的变化也比较大。在地球北极和南极地区，由数量巨大的冰川覆盖于陆地和高山之上。如果气温上升使得冰川融化，冰水流入大海，肯定会使海平面上升。由此以来，海岸线就会大大推向陆地；反之，如果气温相对降低，使得冰川扩大变厚，海平面就会逐渐降低，海岸线就会由此推向海洋。

    再者，海岸线的变化还受到入海河流中泥沙的影响。当河流携带大量泥沙汇入海洋时，在海岸附近，泥沙就会堆积，长期日积月累，就会沉积为陆地，这时海岸线就会推向海洋。以我国的黄河为例，这条世界上目前含沙量最多的一条大河，平均每立方米的河水含沙量约为37千克，每年有多达16亿吨泥沙注入大海。在入海处，泥沙大量沉积，使黄河河口每年平均向大海延伸2～3千米，即每年有约50平方千米的新淤陆地增加。由于河水带来的泥沙沉积，使得海岸线也不断推向海洋的方向。

    冰川是怎样形成的

    冰川是一种体积巨大并且能够流动的固体，在高寒地区，雪通过再结晶聚集成为体积巨大的冰川冰，因重力为主要因素而使冰流动，因此形成冰川。冰川作用有侵蚀、搬运、堆积等，这些作用形成了许多地形，使得经过冰川作用的地区形成的冰川地貌具有多种形态。据考察，目前全世界的冰川多达7～20万个。

    虽然见过冰川的人不多，但在许多方面，冰川对人类今后在地球上生存的影响，绝不亚于海洋和空气。如果地球的气候发生了往日曾有过的现象，大为转冷，南极洲和格陵兰的冰原就会扩大，使海面降低，这样就会带来许多灾难。反之，如果这些冰原进一步融解，海水就会上涨，那么全世界的濒海地区必然也会因此而受到严重破坏。

    不过，冰川也能给人类带来丰富的资源。世界上的大河多半都发源于冰川；全世界约3／4的淡水，都结成冰储存起来了。据科学家估计，这种储存量约等于全球66年的雨量。

    冰川是如何产生的

    作为水的一种存在形式，冰川也是雪经过一系列的变化转变而来的。冰川要想形成，首先要有包括雪、雾、雹等在内的一定数量的固态降水，若是没有充足固态降水提供“原料”，就等于“无米之炊”，冰川根本无法形成。

    每逢冬季降雪多于夏季融雪之时，就形成冰川。剩下的雪聚集起来，渐渐变成了冰。从雪片变为微小的冰晶是第一步变化，称为“万年雪”或“永久冰雪”。雪暴接连不断地降落下来，积雪日渐深厚，精致的冰晶就会变得愈来愈紧密，并重新结晶成近乎球形的坚硬冰粒。随着积雪的逐年增多，冰块也随之逐渐增大，并且变得越来越坚硬。

    分布于南极和北极圈内的格陵兰岛上的冰川，是在一片大陆上的发育的，故叫做大陆冰川。而在其它地区，冰川只能在高山上发育，故把这种冰川叫做山岳冰川。

    若要在高山之上有冰川发育，除了对海拔高度有一定的要求以外，还要求高山不能过于陡峭。如果山峰过于陡峭，雪降落后就会顺坡而下，不能形成积雪。一落到地上，雪花就会发生改变，并且雪花随着外部条件和时间的改变，会变成圆球状雪，完全丧失晶体特征，我们把这种情况称为粒雪。积雪变成粒雪之后，粒雪的硬度和彼此间的紧密度随时间的推移而不断增加，大大小小的粒雪相互挤压，紧密地镶嵌在一起，其间的孔隙不断缩小，以致消失，雪层的亮度和透明度渐渐减弱，一些空气也被封闭于其中，由此就形成了冰川冰。

    刚刚形成的冰川冰呈乳白色，但是历经漫长的时间后，就会变得更加致密坚硬，里面的气泡也逐渐减少，慢慢地变成晶莹透彻，带有蓝色的水晶一样的老冰川冰。

    在重力作用下，冰川冰缓慢流下山坡（当然流速很慢），在这一过程中，渐渐凝固，最终形成冰川。

    有多少种冰川存在

    以规模和形态划分，冰川有大陆冰盖（简称冰盖）和山岳冰川（又称山地冰川或高山冰川）两种。大陆冰盖主要在南极和格陵兰岛分布；而山岳冰川主要在地球的高中纬山地区分布，有悬冰川、冰斗冰川、山谷冰川、平顶冰川等多种类型。

    目前，全世界的冰川面积共有1500万多平方千米，其中南极和格陵兰的大陆冰盖就占去1465万平方千米。因此，山岳冰川与大陆冰盖相比，规模极为悬殊。

    漫慢无边的冰流在巨大的大陆冰盖上，将高山、深谷统统掩盖起来，只有极少数高峰在冰面上冒了一个尖。辽阔的南极冰盖过去一直是个谜，深厚的冰层将南极大陆的真面目掩盖了起来。用地球物理勘探的方法，科学家们发现，有许多小湖泊分布于茫茫南极冰盖下面，而且这些湖泊里还有生命存在。

    分布于我国的冰川均属于山岳冰川。在第四纪冰川达到最盛时期的冰河时代，冰川在规模上得到极大扩展时，这些冰川也未发育为大陆冰盖。以前很多专家认为，青藏高原在第四纪时曾被一个大的冰盖所覆盖，即使现在国外有些专家仍持这种观点。但经过考察和论证，我国的冰川学者基本上否定了这种观点。

    按冰川的物理性质（如温度状况等），可将冰川分为极地冰川、亚极地冰川和温冰川。极地冰川的整个冰层在整个一年的温度都比融点要低；亚极地冰川的冰层大部分仍在融点以下，仅有表面可以在夏季融化；而温冰川除了在冬季表层有冰结外，整个冰层都处于压力融点。极地冰川和亚极地冰川又合称冷冰川，多在南极和格陵兰分布；温冰川则主要发育在欧洲的阿尔卑斯山、斯堪的纳维亚半岛、冰岛以及阿拉斯加和新西兰等降水丰富的海洋性气候地区。

    冰川的运动

    19世纪初，几个登山者在阿尔卑斯山上不幸被雪崩掩埋在冰川粒雪盆里。当时有个冰川工作者推测说，40年后这几个人的尸体将在冰舌前出现。果然不出所料，43年后，这几个不幸者的尸体在冰舌前出现了，登山者同伴中的幸存者很快把尸体辨认出来。

    1827年，一个地质工作者在阿尔卑斯山的老鹰冰川上修筑了一座石砌小屋。13年后，这座小屋向下游移动了1428米。我们知道，小屋本身是不会移动的，那么造成小屋移动的原因就是小屋的地基随着冰川向下运动，把小屋捎带着一起移动了。

    这种像岩石一般的大冰块又怎么能移动呢？对此，冰川学家提出了不同的学说，但目前还都在争论当中。不过他们基本都同意，当冰块厚度达到30～45米时，就会发生变化。晶状的冰在冰川深处遭受重大压力时，就会变为半可塑性，受到地心引力而开始流动。

    不过，目前还没有人知道冰川在什么地方和在什么温度时发生流动的。科学家通过凿隧道深入格陵兰的冰块里面，发现冰川是与地面坚实地冻结在一起的，但距地面0.3～9米的冰，却是在移动过程中。

    不论冰川究竟是怎样移动的，可以相信的是，大多数冰川每天只移动2.5厘米或二三十厘米，有些冰川则是完全不移动。但也有移动速度相当惊人的。1966年，一位机师在加拿大育空区飞越史提尔山时，发现一条极壮观的冰川，每小时移动了0.6米，这样每天就一定15米左右！整个冰川长35千米、宽1千米多，有规律地向前冲行，所向披靡，一切东西都被它冲毁带走了。

    许多世纪以来，冰川已使地球的面貌发生了很大的改观。冰川挟万钧之力冲凿地面，挖成北美洲五大湖和挪威沿海的峡湾，凿成阿尔卑斯山高耸的马特杭峰，以及掘成珞矶山脉那些惊险的峡谷等。

    延伸阅读——西伯利亚冻原

    西伯利亚冻原位于西伯利亚北部，是一片广袤的大平原，沿着北极冰盖的边缘绵延了3200千米，属于欧亚大陆最北部泰米尔半岛的典型景色，湖泊和沼泽星罗棋布，大部分地区苔藓遍布。

    在上个世纪80年代的一个夏天，作家杰拉尔德与动物学家德罗尔在泰米尔半岛进行了一番游历。据他们记述，那里的冻土上苔藓和草本植物遍布，苔草之间还有许多小花夹杂其中。矮柳丛遍地都是，粉红的花在翠绿色的苔藓中茁壮地开放着。

    那里每年有3个月的时间太阳是不落的，然而即使在仲夏，气温也只有5℃左右。冬季则有一段时间全是漫长的黑夜，不过要短于夏季太阳不落的时间。在这个时候，只有月光可见，极光则是偶尔可见。冬季的气温可降到－44℃，留给植物生长的时间很少，所以这里大多是多年生植物，而且为了免受寒风的侵袭，植物均较为矮小，生长也较为迟缓。

    在冻原的下层，大部分土为永久冻土，最厚的冻土层达1370米之深。所有土壤到了冬季都会变成又紧又硬的冻土；而到了夏季，最上层的土壤会融化成一层薄薄的湿土，使植物能在此扎根并生长。湿土层的厚度在最北面只有150～300厘米，但湿土层越向南越厚，最厚可达3米多，即使是桦树和落叶松等植物也能茂盛生长。

    在泰米尔半岛，有很多处均为龟裂的冻原，是一种不规则的蜂窝状特殊地貌，由垄埂将沼泽和小湖分割而成。这是由冰冻和解冻不断循环造成地面开裂形成的。在裂缝中，冰楔逐渐形成产生强大压力，地面从而凸起成垄，解冻的泥土和融化的冰水则随之沿坡而下聚成湖沼。

    在冻原上，有时可以看见早已绝种的长毛猛犸的骨骼和长牙。几世纪来，西伯利亚人就是从冻土中挖出猛犸的长牙卖给象牙商。肩高4米多的猛犸也曾活跃在欧亚大陆北部和北美洲，其牙长达4米，约在1.2万年前灭绝。但不少猛犸的遗骸——包括完整的猛犸尸体，至今都保存在永久冻土中，主要在西伯利亚。第一具几乎完整无损的猛犸尸体，是1799年由一名找象牙者在利纳牛岛发现的，1803年完全挖掘出来，交给科学家进行研究。

    泰米尔半岛的脊梁是贝兰加高原，高约为1500米。泰米尔湖位于高原南缘，属于是北极最大的湖泊，但只有3米左右的深度。春季湖里被融水注满，夏季有3／4的水会流入河流，冬天则全部结冰。这里的许多动物在冬季到来时都会向南迁徙到较为温暖的地方。在西伯利亚的西部，沼泽洼地一直从鄂毕河延伸到乌拉尔山脉，稀有的西伯利亚鹤就在鄂毕河下游度过夏天。

    冰期为何会循环

    如今，科学界正在大声疾呼，称地球正在日益被二氧化碳所污染，其后果就是产生“温室效应”，导致地球变暖。据说到21世纪，全球的平均温度可能会上升2℃。这个数字意味着：南北极的冰山会溶化一部分，海平面将升高，一批沿海城市都将陷于汪洋之中。

    可是，从地球的长期气候周期来看，这不过是件芝麻小事而已。因为一直以来，地球都处于一种“冰期－冰间期（较暖和）－冰期”的循环当中。大约在2万年前，地球和绝大部分陆地都被厚厚的冰层所覆盖着，某些地方的冰层甚至厚达几千米。由于大量的水囤于冰中，那时的海平面要比现在的低100多米。

    冰期的成因

    一个多世纪来，科学家们一直都企图解释冰期的成因，但都没有获得圆满的答案。直至最近，研究者根据冰期循环这一现象，分析了南极和格陵兰冰帽中的气泡后，揭示出冰期的大气成分与现在的有很大不同。尤其是饱含温室气体和尘粒，所有这些在冷却地球中都起着重要作用。

    一个最有价值的研究，是前苏联和法国联合开发的伏斯克钻孔。这是一项非常艰辛的工作，科学家们花了14年的时间，在冰冷的南极洲挖掘出一个世界最深的人工洞穴，并从深处取得了一个长达2000米的冰芯。之所以这样做，是因为那里的冰层含有10多万年前的大气样品。1988年，科学家把这个冰芯运到了法国地球物理和冰河学实验室进行研究。

    伏斯托克冰芯的取得被誉为20年来这一研究领域中最大的成就，它隐藏着有关南极和世界其他区域16万年来的气候消息。这一时间跨度十分重要，因为它覆盖了一个大于完整冰期的时间。我们现在正处于一个冰期结束后的冰间期，而这个冰芯经历了最近一个长达10万年的冰期，还有其他4个来自南极和格陵兰的大冰芯，但它们年龄都比不上前者。

    研究发现，冰芯中含有许多气泡，这些气泡中保存了冰期的大气样品，这使得科学家第一次看到了大气在冰期循环中所起的巨大作用。在研究了冰芯和深海芯后，科学家找到了一个冰期循环的模式：地球慢慢地滑入约延续10万年的冰期，此时冰川横行，到处都是水。此后在一个短暂的冰间期中气候逐渐转暖，而我们现在正处于这个短暂的融暖期。现今的冰间期约始于1.1万年前，它将再继续上万年的时间，然后再度进入寒冷世界。这样看来，虽然地球上冰暖相互交替，但还是严寒占上风，大约占80％的时间。

    冰期为何会循环

    既然地球上的气候是冷暖循环的，那究竟是什么原因触发了这种冷暖循环呢？

    大部分科学家认为，这主要源于地球轨道形状的变化。人们在做了进一步的研究后认为，轨道效应虽然是一个“最初一击”的力量，但由此引起的日照面变化对地球温度的影响非常小，仅为0.4℃。更为奇妙的是，为何冰期的时期是10万年左右？而对应的地球轨道变化中则10万年又是变化最小的一种周期。

    如今，科学家主要面临两个难题：按轨道效应，温度变化并不大，那么是通过哪些放大机制，让地球变得严寒到冰川铺地呢？又是什么原因，使得地球对10万年周期这样敏感？

    科学家们又重新研究冰层，因为它是过去长期覆盖1／4大陆面积的冰期的标志。科学家们设想：当地球轨道发生变化时，地球的敏感区域首先会受到日照面变化的影响。具体地说，在夏季，如果加拿大北部日照减弱，那么冬季留下的积雪将终年不化，如此年复一年，这个区域本来冬积夏溶的冰层现在就更会一年年地扩大，最终可向南伸展直至美国纽约。这一大规模的冰川显然成了寒冷的放大器，原先日照面变小仅限于加拿大北部，相应地变冷的地方也仅限于那一区域，但随着冰川日益大，它在更大面积上反射日光，这就大大降低气温，因而十分显着地也就加剧了轨道效应。

    大面积的厚冰层也可解释10万年的周期。因为冰层变厚，它下面的大地被压得慢慢下沉，甚至在今天，我们还可以见到一个反证：斯堪的那维亚半岛和其他一度埋于厚冰之下的区域，它们今天因释去了冰层的重负而在缓慢地升起。由于地壳对冰的压力反应很慢，在时间上也是一个几万年数量级的过程。一些专家提出，地质学上的惰性时间可能将气候变化时间调节到10万年的周期上。

    不过，尽管用冰层和其他物理机制来解释冰期的过程相当成功，但最近从伏斯托克冰芯的研究揭示出，化学物质和生命物质的变化，也是这种大气候循环的重要媒剂。

    物理化学变化对冰期循环的影响

    科学家们发现：在大气成分变化中，二氧化碳并不是唯一的参与者，其他如甲烷和硫酸盐粒子等，也会参与其中。在冰期中，甲烷降低，而硫酸盐粒子处于峰值。从冰芯中可以看到，这些尘粒在南极洲有较多积累。在众多而复杂的因素中，理清了这些物质跟温度的关系后，原因几乎就不解自明了，因为它们都属于温室气体的成分，有助于加热大气；而硫酸盐粒子则刚好相反，它具有促进云层生成的作用，进而助长云层对日光的反射，从而使大气冷却。

    大气中的这些化学成分的变化，代表了冰期世界曾经发生的一些变化。理论家和电脑专家曾利用这些数据在电脑上进行模拟试验，十分逼真地重现了这种大气候系统的周期变化。

    科学家们相信，化学物质的变化具有很大的意义，其中二氧化碳的变化似乎更关键。这也使得人们马上想到了海洋，因为大气中二氧化碳的含量仅及海洋的1／50。他们的研究也的确看到，海洋中二氧化碳的含量与冰期中二氧化碳（密度）的起伏关系密切。既然海洋参与这一大气候系统，那么海洋中的生物也不甘落后。许多电脑模拟说明，海洋生物的光合作用对气候也有一定的影响。海洋中二氧化碳的含量与冰期中二氧化碳（密度）的起伏关系密切。既然海量繁殖。它们的光合作用使得大气中的二氧化碳含量减少，从而促进全球趋向寒冷。不仅如此，它们还可能产生硫化物，这些分子一旦进入大气，便会形成硫酸粒子，促进云层的扩大而反射更多的日光。

    目前，科学界们还不能彻底解释冰期的循环之谜，但基本上已经有个大概的轮廓了。而传统的地球轨道效应仅仅是其中的因素之一，现在我们可以看到，它的成因要复杂得多，既有天文的，也有地质和物理的，甚至还有生物学因素。

    新知博览——世界上最大的冰架

    世界最大的冰架面积约52万平方千米，相当于一个法国的面积。冰架四周冰壁呈陡峭之势，异常险峻。1841年1月5日，一支英国海军探险队乘坐2艘特别加固的三桅木船，穿过通往南极洲的太平洋浮冰区，试图对地球南磁极的位置进行确定。4天后，他们在四天后驶出浮冰区继续前行，不料在1月11日，迎面一堵硕大无比的冰壁将他们的去路挡住了。由于这次探险队的队长名叫罗斯，因此他们发现的这座巨大冰架就以他的姓氏命名了。

    罗斯冰架填满了南极的一个巨大海湾，面积与法国相近，位于爱德华七世半岛与罗斯岛之间，东西长约800千米，南北最宽约970千米，冰架靠海边缘高60米，接近陆地的边缘最厚达750米。冰架就像一个巨大的浮筏，在港湾漂浮，以每天1.5～3米的速度向海洋延伸。几条大冰川从遥远的山脉流来，在冰架后部施压，增加它的体积；冰架下极冷的海水不断冻结，增加其厚度。冰架靠近陆地处形成的裂隙，宽达几千米，待裂隙伸展割裂巨大冰块时，就已经形成了巨大的冰山。目前，已经发现的最大冰山面积为3.1万平方千米。

    古希腊人曾经作出断言说，一定有一块大陆位于南半球陆，以和地处北半球的欧亚大陆相平衡。但南极地区长期以来，一直没有被探索。古希腊人的这种观点在早期的地图上反映了出来，在荷兰着名地图绘制家麦卡托（1512～1595年）绘制的地图上，就画了一块大陆在南极附近。不过，1578年德雷克爵士航海时被风暴吹到遥远的南方后，并没有任何的陆地迹象在那里发现。

    200年后的库克船长为寻找这块大陆用了3年的时间，但直到越过南纬70也没有发现任何大陆的踪迹。但他仍然相信有一块大陆存在于南极附近，它是汇入南极海洋的冰川的源头。

    直到1820年，南极半岛被一艘英国皇家测量船发现了，第二年就有猎人来到这个地方。捕鲸业在19世纪末取代了捕海豹业。科学探察和捕鲸活动在该地区迅速开发展，但浮冰遍布的海洋对通向南极仍然是一个障碍。

    南极洲有达3500米的冰原覆盖厚度，在世界上的大陆中，海拔最高，一半地区高达2000米，许多活火山在此分布，位于罗斯岛上的埃伯斯火山是其中最大的一个。南极比撒哈拉沙漠还要干燥，是世界上最干旱的大。年降雪量内陆只有50厘米，沿海为500厘米。

    尽管冰架是南极的屏障，但是探险家还是登上了南极大陆，并在那里设立了科学考察站。在那里，科学家们还发现了许多动植物化石，这些化石证明南极洲一度是冈瓦纳古陆的一部分，同时科学家还证实了地球臭氧层的确出现了空洞。

    冰川的主要地貌

    塑造地表形态的巨大外力之一就是冰川。冰川的前进和后退会引起海平面的升降和地壳的均衡运动。有冰川流经的地区，受到了冰川的侵蚀、搬运和堆积作用的影响，一旦冰川消失或退缩，就会有一系列独特的冰川地貌形成。

    冰川地貌有三种类型：冰蚀地貌、冰碛地貌和冰水堆积地貌。

    冰蚀地貌

    冰斗、槽谷（U形谷）、峡湾、羊背石等是冰蚀地貌最典型的类型。

    冰斗、刃脊、角峰：冰斗是山地冰川侵蚀作用而形成的呈围椅形状的凹地。典型的冰斗三面都以高在200～300米之间的陡崖予以环绕，开口之处是一个高起的岩槛，叫做“冰槛”，冰斗的低部比较低洼。冰斗按分布位置来划分，有谷源冰斗和谷坡冰斗两种类型，其中谷源冰斗在规模上一般比谷坡冰斗要大。对于谷源冰斗来说，在其周围，往往还有次一级的冰斗分布，因而又叫围谷。

    冰斗主要分布在雪线的附近。在起伏较为平缓的山坡上，或者是在山坡上由流水侵蚀作用而形成的低洼地，常有多年积雪积聚于此，叫永久积雪斑。雪斑边缘有频繁的冻融作用发生，在冻融风化作用下，岩石受到破坏，在重力和融化雪水的联合作用下，崩解的岩屑被搬运到低处，渐渐地在积雪斑的后沿部分形成一个陡坎。陡坎在冻融风化作用下不断地加高，洼地得到扩大，叫做“雪蚀洼地”。形成雪蚀洼地之后，为积雪创造了更加有利的堆积条件，积雪愈变愈厚，变成粒雪斑，进而演化成冰川。

    冰川形成之后，运动的冰川对底床产生磨蚀和侵蚀作用，并在整个冰川的旋转运动之下使底部加深，在前方造成坡向相反的岩槛。因冻融作用和冰川掘蚀作用，冰斗的后壁后退并变高，一般为200～300米。

    在冰斗的不断扩大之下，斗壁渐渐向后退却，相邻的冰斗之间的岭脊逐渐地变成刀刃状的山脊，叫做刃脊。而几个由冰斗所夹峙的山峰逐渐变成尖锐的如金字塔形的角峰。

    槽谷：槽谷又叫冰川谷、U形谷，由冰川作用所形成的谷地。因受冰川侵蚀，谷地比较平直，谷坡陡峻，谷底宽平，横向呈U字形。

    在纵剖面上，冰槛与冰盆在冰川谷的分布是相间的，呈现出如同阶梯状的纵剖面，并有如同串珠一般的湖泊形成。这种特征的形成和冰床基岩的硬度、裂隙发育的程度和冰前河谷纵剖面的原始起伏相关。例如在节理密集或岩石软弱的地段，以掘蚀为主，形成冰盆；在节理疏松或岩石坚硬的地段段，以磨蚀作用为主，形成冰槛，在冰槛上，冰川为伸张流，具有较快的流速以及较小的侵蚀量；在冰盆中，冰川为压缩流，沿着破裂面向上滑动，发生类似于冰斗中的旋转运动，使冰盆受到下蚀而加深。

    峡湾：峡湾是槽谷的一种特殊形式，指因冰川槽谷被水淹没所形成的与海相通的狭窄海湾。大陆冰流或岛屿冰盖入海常形成许多峡湾，它是过去溢出冰川的通道。

    羊背石与磨光面、冰擦痕：羊背石是位于冰川底部的一种侵蚀地貌，在形态上，为单个或群集的基岩小丘，从形状上看好像羊背，因而得名。迎冰面由于受到刨蚀（磨蚀）作用的影响，平缓而倾向于上游，布满磨光面、擦痕、刻槽等侵蚀微形态；背冰面由于受到掘蚀（拔蚀）作用的影响，多为参差不齐的陡坎。羊背石的平面为椭圆形，长轴方向和冰流方向一致。

    由冰川作用所形成的磨光面不但在羊背石上出现，也可以形成于U形谷的谷壁和漂砾上，形成的条件是岩石要较为致密，磨蚀物是沙和粉沙一级的碎屑。擦痕的一端粗，一端细，细的一端指向下游。如果磨蚀物的粒径增大，就会有擦痕和刻槽形成。擦痕长数厘米至1米，深度一般为数毫米。由于冰川低部的冰流方向可以发生改变，所以磨光面上的擦痕常成几组交叉出现。

    冰碛地貌

    冰碛地貌主要分冰碛丘陵、侧碛堤、终碛堤和鼓丘。

    冰碛丘陵（基碛丘陵）：冰川消融以后，原来的冰碛物堆积下来，就会形成冰碛地貌。原来的表碛、内碛、中碛均沉降落到底碛之上，合称为基碛。当这些冰碛物受到冰川谷底地形起伏的影响，或是受到冰面和冰内冰碛物分布的影响，堆积后就会有如波状起伏的丘陵形成，叫做冰碛丘陵或基碛丘陵。

    在大陆冰川地区，基碛是分布最为广泛的一种冰碛，多为成片分布，在低洼之处有比较厚的沉积，在高地则很薄，其间分布着由细粒物质构成的洼地，积水成湖。若是冰碛丘陵主要由底碛组成，其形态与分布规律就会反映古冰川消亡前冰底的形状；若是主要由表碛组成，则可反映原来冰面形态。

    侧碛堤：位于冰舌两边的表碛，从冰面上不断地滚落到冰川与山坡之间，堆积起来，形成侧碛。有一部分侧碛是山坡上的碎屑滚落到冰川的边缘堆积成而的。当冰川退缩后，就在原先山谷冰川的两侧形成条状的高地，这就是侧碛堤。侧碛堤是山谷冰川的一种很主要的地貌，其向上延伸的末端高度，可近似地表示雪线的高度。

    终碛堤（前碛堤）：冰舌末端在同一位置上有较长时间的停留，又处于平衡状态时逐渐堆积起来，形成终碛。形成终碛堤的原因，在于冰舌末端大量的底碛和内碛沿着剪切面被推举到冰川表面，冰面的强烈消融也使得内碛出露为表碛。这些表碛沿着冰舌前沿的斜坡不断滚落堆积起来，终于形成环绕冰舌的高大的终碛堤。

    鼓丘：由冰碛组成的、高达几十米、长达几百米的流线形丘陵，就是鼓丘。鼓丘在平面上呈椭圆形，长轴平行于冰流方向，前后坡不对称，迎冰面（前坡）缓的为基岩；背冰面（后坡）较陡，是冰碛物。鼓丘分布的位置比较固定，总是成群出现在大陆冰川终碛堤后方不远的地方。

    冰水堆积地貌

    在冰川附近的冰融水具有一定的侵蚀搬运能力，可以对冰川的冰碛物进行再一次的搬运和堆积，形成冰水堆积地貌。冰水堆积地貌主要有冰水扇、外冲平原、冰水湖、冰砾阜阶地、冰砾阜、锅穴和蛇形丘等。

    冰水扇和外冲平原：冰下的河道携带着大量的沙砾从冰舌的末端排出，在平原上展开布列，就形成了冰水冲积扇。许多冲积扇联合成外冲平原，呈裙状对终碛堤形成包围。在山谷中形成冰水排泄平原，经后期切割则成冰水阶地，逐渐向下游尖灭。

    季候泥：是由冰水湖泊所形成的沉积，季节变化比较明显。夏季冰融水增多，携带大颗粒碎屑入湖沉积，颜色比较淡；秋季冰融水剧列减少，长久悬浮湖水中的粘土胶粒开始沉淀，颜色比较深。

    冰砾阶地与冰砾阜：在冰川的边缘经常会有边缘水道，冰水和沙砾填充于水道中。当冰川退缩后，边缘水道的沙砾层就在谷坡上形成冰砾阜阶地。而冰砾阜则是一些圆形或不规则的丘陵，由有层次的、且经过分选的物质（粉沙、细纱）所组成，表面一般覆盖有一层薄的冰碛层。冰砾阜原来是冰川表面的负地形，底部为冰水沙砾物质，随着冰川融化消失，负地形就成了正地形。

    锅穴：是冰水平原上经常见到一种圆形的洼地，深数米，直径可达十余米至数十米，周壁陡直，形状如黄土陷穴。

    蛇形丘：是狭长型的、曲折蜿蜒如同蛇状的高地，两坡互相对称，丘脊比较狭窄。蛇形丘小的有数十米至数百米长，大的可达数千米至数十千米，其中在北美就有长达400千米的蛇形丘。从蛇形丘的横剖面来看，沙砾层常呈现出背斜状，这是由于两壁冰体塌陷造成的。

    相关链接——冰川地貌组合

    各种冰川和冰水地貌类型，按照成因组合可以分为山地冰川和大陆冰川地貌。

    山地冰川地貌组合类型复杂多样，种类可达20种之多；大陆冰川地貌类型单调，总共不超过12种。

    通常来说，山地冰川以冰蚀地貌复杂为特色，地貌组合规律明显，从上到下可以分出几个垂直带，以冰斗、刃脊、角峰为主的冰蚀地貌带位于雪线之上；以槽谷、侧碛堤、冰碛丘陵为主的冰蚀-冰碛地貌带位于雪线以下、终碛堤以上；以终碛堤为代表的冰碛地貌带位于冰川末端；冰水扇和外冲平原的冰水堆积地貌带则处于终碛堤的外缘。

    大陆冰川的特色是堆积地貌突出，地貌组合以水平分带性为表现特征，以终碛堤为界，堤内主要是冰碛地貌，代表是冰碛丘陵；堤外主要是冰水堆积地貌，代表是冰水外冲平原。

    冰川的消退

    世界冰川的平均厚度从1980年以来，减少了约11.5米，其中损失最为严重的是欧洲冰川，导致这一结果的主要原因是全球气候变暖。

    研究人员指出，由于冰川是重要淡水资源之一，所以冰川融化速度过快会给一些地区带来淡水危机，甚至在水源稀缺的地区会酝酿争水冲突。

    冰川消退的现状

    从数据显示可以看出，世界冰川的平均厚度2005年减少了0.5米，但到了2006年，竟一下子减少了1.5米，。联合国环境规划署认为，这也是有研究人员监测以来冰川消融速度最快的时期。

    位于欧洲山区的冰川和其他地区比起来，损失最为严重，其中包括阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉和北欧山区在内。1980年时西班牙有27条冰川，现在只剩下了13条。而欧洲的阿尔卑斯山脉已经有一半的冰川在过去一个世纪里消失了。2003年入夏以来，热浪席卷了欧洲各国，使当地的气温接近或超过了历史最高记录。在瑞士，3900米高的费尔佩克斯雪山山顶的气温达到了5℃，近150年来，那里冰川的厚度也下降到的最低点。

    在过去40年里，我国天山地区大概有22%的冰川体积逐渐消失；而祁连山冰川也在不断缩小减少，融水与上个世纪70年代减相比，有大概10亿立方米的缩减。冰川局部地区的雪线上升速度在年均2～6.5米的幅度，有些地区的雪线年均上升之快，竟达12.5～22.5米。

    在加拿大的努纳武特区，位于埃尔斯米尔岛的北部海岸附近的有着3000多岁高龄、素有北极冰架“老大”之称的沃德·亨特，目前已经难以重现旧貌了。地质学家通过雷达勘察后发现，2000年，388.5平方千米大小的沃德·亨特有一个小裂缝出现；2002年，这个裂缝扩大为77米，并且旁边又有一些新的裂缝出现，一块6平方千米大小的浮冰已从中分离出去，漂浮在沃德·亨特的附近。地质学家预测，沃德·亨特最终会一分为二。

    南极冰盖在世界冰储量中占91%，1998年以来占总面积1/7的冰体已经消失。美国地理协会近期指出，南极3个最大的冰川在10年内逐渐薄，厚度因此减少了45米。

    由此看来，冰川萎缩的速度是相当惊人的。在秘鲁利马地区，近年来冰川正以每年30米的速度消融，而在1990年以前，消融速度每年只有3米。科学家预计，到2050年，全球大约1/4以上冰川都将消失；而到2100年，冰川消融可能达到50%。那时，可能只有在阿拉斯加、巴塔哥尼亚高原、喜马拉雅山和中亚山地还会有一些较大的冰川分布区。

    冰川消融的原因

    冰川的消融是有一定制约因素的，导致冰川不断消融的原因，主要有以下几种：

    气候变暖：一份出自联合国环境规划署的研究报告指出，专家们对位于尼泊尔境内的冰川3252个、冰川湖2323个，以及位于不丹境内的冰川677个、冰川湖2674个，通过航测、卫星观测和实地考察等手段，进行了为期长达3年的观测。结果表明，这些地区的气温比20世纪70年代增加了1℃，而喜马拉雅山地区冰川融化加快的事实，又一次表明人类在未来几十年里将面临的最大威胁就是全球气候变暖。

    新西兰科学家对其境内48座冰川进行了拍照和分析后，形象地将冰川比喻为“银行”。由于这些年那里盛行高气压，西风逐渐减少，使得天气变得干燥，降雪量明显地变少，以致“银行”入不敷出。由于冰川是靠自然降雪来补充的，如果天气温度过高，江雪减少，如此持续下去，那里的冰川还将继续萎缩。

    人为破坏：我国学者曾对祁连山冰川进行研究，认为除了自然气候因素造成冰川后退缩减外，人为因素如人口膨胀、超载放牧、过度开垦、乱砍滥伐、滥采地下水等是另一个主要原因。甘肃的人口在50多年间翻了一番，而耕地仅增加了4%，人地矛盾也导致新中国成立后的20年间，西北地区先后搞了三次大规模毁林开荒。到上世纪90年代末，甘肃全省水土流失面积占总面积的85.6%，沙尘暴天气明显增多，气候恶化反过来又加剧了冰川的萎缩。

    冰川消融的不良影响

    正在加速消融的冰川严峻形势，也必将会带来以下严重的后果：

    海平面上升：在过去一个世纪里，科学家认为，致使全球海平面上升10～25厘米的原因之一是冰盖和山地冰川的融化。目前，这一数值还在不断增加。假如南极冰盖崩溃瓦解的话，全球海平面将会有近6米的上升幅度。假如南北极两大冰盖全部融化，那么海平面将会有近70米的上升幅度。

    由于冰川消融带来的海平面上升，将会使得沿岸的大片地区被淹没，使占世界一半人口的这些地区居民遭受不幸，所有沿海地区都将化为汪洋，在美国纽约，只有联合国大厦和几座摩天大楼的楼顶残留，在法国巴黎，或许只有埃菲尔铁塔的塔顶可以被看到，而几十个低洼国家包括荷兰、英国等将从地球上消失。

    全球气候改变明显：冰川，尤其是位于极地地区大范围内的冰盖，能够对阳光进行大量的反射，从而有助于人类居住的地球得以保持温度的恒定。然而，当冰川融化后，暴露的陆地和水面就会吸收太阳热量，从而导致冰体有更多的融化，由此连锁反应，也必将会使地面增温过程加速，导致气候变暖。而北极地区冰体过度融化后，较冷的冰水却会对欧洲部分地区和美国东部地区产生冷却效应；冰水流入北大西洋，又可能破坏那里的大洋环流模式，反过来又对全球气候变化产生影响。

    此外，冰川消融更会影响、危害到局部地区。比如喜马拉雅山冰川如果融化，在5～10年内就会使尼泊尔、不丹境内近50个冰川湖决堤而引发洪水泛滥；夏季冰川快速消融，也会引发印度境内印度河、恒河水位上涨而造成洪灾。相反，随着冰川的退缩，大部分以冰川融水为水源的地区将会严重缺水，比如秘鲁、印度北部等地区，就会因冰川的加速消融而面临缺水危机。

    生态环境遭到破坏：冰川的消融不仅会破坏一些动植物的生存环境，同时也会威胁到人类的生存环境。有报道称，与冰盖变化有关的北极熊，因难以找到食物导致体重下降；南极的企鹅和海豹等，也因海冰减少和气温上升而改变了生活习性和繁殖方式；几百年至几万年前埋藏于冰盖中的微生物，则会因冰川的消融而暴露出来，它的扩散还会对人类健康产生一定的影响。

    祁连山冰川的后退缩减速度近年来每年约在2～16米，和20世纪70年代比起来，它的融水有约10亿立方米的减少，严重影响了附近的自然环境。一些地区因河流量减少，不得不打深水井，结果导致地下水位下降，水质变坏。也因为水源减少，一些地区的自然生态环境严重恶化，导致土地荒漠化严重，连年出现沙尘暴。

    小知识——第四纪冰川

    地球史上最近的一次大冰川期是第四纪冰川。曾经出现于地质史上的气候寒冷的大规模冰川活动的时期，叫做冰河期（简称冰期）。曾经有过三次这样的冰期出现，即前寒武晚期、石炭－二叠纪以及第四纪。地球的年平均气温，在第四冰期的时曾经比现在低10℃～15℃，全球为冰川覆盖的大陆有1／3以上，冰川面积达5200万平方千米，冰厚有1000米左右之厚，海平面降低了130米。第四纪冰期又分4个冰期和3个间冰期。间冰期时，气候变暖，海平面上升，大地重新恢复生气。

    留下遗迹最多的时期是第四纪冰期，如斯堪的纳维亚半岛的峡湾，北欧、中欧、北美众多的冰碛残丘，阿尔卑斯山的U型谷和陡峭的山峰，以及法国和瑞士交界处侏罗山巨大的冰漂砾等，都是第四纪冰川作用留下的产物。

    南极冰盖消融之谜

    南极洲的冰和雪，可以说是世界上最大的淡水库，全球约有90％的冰雪都储存在这里，占整个地球表面淡水储量的78％。

    南极洲有很多的冰川，其中兰伯特冰川是世界上最大的冰川，它充填在一条长400千米、宽64千米、最大深度为2500米的巨大断陷谷地中，并以年平均350米的流速流注大海，构成了埃默里冰架。南极洲还有许多大小不等的陆缘冰架，其中罗斯冰架和威德尔海湾的菲尔希纳冰架是世界上最着名的冰架。

    南极冰川对于调节全球气温、热平衡和水平衡等方面都有着重要的作用。如果南极冰川融化，那么全球一些低地和沿海、岛屿等都将被淹没，多数国家的沿海经济发达地区也将受到严重威胁，并能导致海岸线向后退缩，破坏近海滩涂的生态平衡。

    南极自然环境

    南极洲位于南极点的四周，是被冰雪覆盖的大陆。包括南极大陆及其岛屿，南极洲的面积共约1400万平方千米，约占世界陆地面积的10%，为世界第五大陆。

    南极洲的四周围绕着风暴多、易结冰的南大洋，为大西洋、太平洋和印度洋的延伸，面积约3800万平方千米。南极洲距南美洲最近，中间隔着只有970千米的德雷克海峡。距澳大利亚约3500千米，距非洲约4000千米。南极洲是由冈瓦纳大陆分离解体而成，也是世界上最高的大陆，平均海拔为2350米。横贯南极山脉将南极大陆分为东西两个部分，这两部分差别很大，东南极洲是块很古老的大陆，据推算，这里已有几亿年的历史，其中心位于难接近点，从任何海边到难接近点的距离都很远。

    南极洲蕴藏有丰富的矿物资源，包括煤、铁、铜、铅、锌、铝、金、银、石墨、金刚石和石油等，此外还有钍、钚和铀等稀有矿藏。据估计，在罗斯海、威德尔海和别林斯高晋海等地，蕴藏的石油可达150亿桶，天然气可达3万亿立方米，煤大约有5000亿吨。到东南极洲的维多利亚地以南等地，煤的蕴藏量更加丰富，面积可达2万平方千米。

    在南极大陆的岩石或陡坡上，还发现有最低等的植物生存，面北朝着太阳生长。生物学家在大陆边缘及附近岛屿已发现约400多种不同的苔藓植物。在夏天解冻的池塘里，还发现了200种淡水藻类。同时，在雪地上也有藻类生长。

    南极地区的动物主要有鲸、海豹和企鹅，这些动物主要从陆地周围的海水中觅取食物。在20世纪50年代，南极海域的捕鲸量曾达到世界捕鲸量的70%，所捕获的最大蓝鲸身长37.8米。生活在南极地区的企鹅有4种，即帝企鹅、阿德利企鹅、金图企鹅和帽带企鹅。其中，帽带企鹅大多分布在南极半岛。帝企鹅体型最大，高约122厘米，重达41千克；阿德利企鹅是南极洲最常见的鸟类，高约48厘米，重约5千克。

    南极洲也有其他鸟，包括雪鸟、信天翁、海鸥、贼鸥和燕鸥等，此外还有一些不会飞的昆虫。

    南极冰盖为何出现消融

    南极大陆上覆盖着巨厚的冰盖，其面积可达1398万平方千米，最厚的地方能达到4200米。南极冰盖的总体积可达2450立方千米。如果这些冰盖全部融化，全球海洋面将升高60多米，地球上的陆地面积也会因此而缩小2000多万平方千米。

    然而近年来科学家们发现，南极的冰块还是出现了消融现象，南极半岛的面积也比原来缩小了。一些科学家还发现，最近几年因南极西部和西南部冰层的融化，导致热带和温带许多地区海平面每年大约上升6毫米。

    南极冰盖为何会出现消融现象呢？这一现象也引起了科学家们的极大关注。

    有些科学家认为，南极冰盖之所以出现消融，其主要原因是“温室效应”所致。持这种观点的人认为，由于人类燃烧大量的石油、煤和天然气等，导致地球大气中的二氧化碳持续增加，地球大气层中也聚积了越来越多的热量，因此相应地导致海洋水温的升高，海水中的二氧化碳不断地释放出来，从而形成恶性循环。这也是南极冰盖逐渐消融的根本原因。

    但是，有些科学家并不认可这种“温室效应”引起南极冰盖消融的观点。他们认为，从1940年以来，当南极冰层出现消融的情况时，北半球也出现越来越冷的现象，而且还在继续变冷，因此用温室效应的观点无法解释这种现象。同时，二氧化碳到底是怎样引起南极冰层消融的？目前也没有可靠的答案。

    还有人认为，地球升温，热空气能蒸发掉更多的水分，导致海洋上空的大气环流含水量增大。而当这种气流到达南极后，就可能增加南极地区的降雪，促进南极冰盖的积累。就是说，“温室效应”不仅不会导致南极冰盖消融，相反还会使它增长。

    那么，南极冰盖消融究竟是什么原因呢？这个问题至今仍然还是一个谜。

    点击谜团——南极巨型冰雕之谜

    南极洲是一片冰天雪地无人居住的地方，最近令科学家们迷惑不解的是，在南极洲对面海岸接近印度洋之处发现了不少雕刻成各种动物如海豚、鱼、狮子的巨型冰山，在海上四处漂浮！

    究竟它们是谁做出来的？又是为什么呢？这一连串疑问，令科学家找不出答案。“一些足有千万吨重的巨大冰雕。”瑞典海洋学家查·柏德逊说，他1993年在研究船经过当地时，也曾亲眼目睹一些奇怪冰山在海面漂过：“我们虽然并不知道是谁做出来的，不过我们却肯定，那绝非人手能雕凿出来。

    那些冰雕从18至45米高都有，从拍摄到的一组照片显示，它们造型和比例维妙维肖，就连眼睫毛，小狮子的爪，也清楚可见，可以说雕刻得极仔细。”

    数家国际航运公司的发言人，亦证实在1990年夏天开始，收到不少船只的报告，说见到这些巨型冰雕在南极一带海面出现。为了调查此事，柏德逊博士曾经访问过356名船员，他们都声称见过这些神秘冰雕。

    最为奇怪的是，在这些巨型冰雕的上空，还同时出现彩虹似的光芒，不管是白天或夜晚，都清楚可见。

    这些神秘的巨型冰雕到底是由何而来，一直成为科学家很想解开而又解不开的谜。

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