在渤海湾赶海的人,总会发现退潮后留在礁石缝里的海水,晒干后会析出一层白白的盐粒;而去过南海西沙群岛的人,捧起一捧海水尝一口,会觉得比家里腌咸菜的盐水还要咸;可如果到了波罗的海,你会惊讶地发现,这里的海水甚至能首接用来洗菜——同样是海水,为什么有的咸得发苦,有的却淡得接近淡水?答案藏在“海水盐度”这个概念里。海水盐度指的是海水中溶解的盐类物质与海水总量的比值,通常用千分比(‰)表示,比如10‰意味着1000克海水中含有10克盐。全球海水的平均盐度约为35‰,但不同海域的盐度却相差悬殊,从波罗的海的不足10‰到红海的42‰,这种差异就像大海的“咸淡密码”,背后藏着气候、洋流、河流等多种自然力量的巧妙博弈。
要弄明白海水盐度为什么会不一样,首先得知道海水中的盐是从哪来的。地球刚形成时,原始海洋的盐度很低,更像是一片巨大的淡水湖。后来,随着地壳运动,陆地上的岩石经过风化、侵蚀,变成细小的泥沙和矿物质,这些物质被河流带入海洋;同时,海底火山喷发也会向海水中释放大量含盐分的气体和矿物质。这些含盐分的物质在海洋中不断积累,经过数十亿年的时间,才形成了如今咸涩的海水。不过,海洋并不是一个“只进不出”的盐罐子——海水蒸发时,只会带走水分,盐分会留在海里;而这些蒸发的水汽变成降雨或降雪,回到陆地后又会通过河流把新的盐分带入海洋,形成一个循环。但这个循环在不同海域的“速度”和“平衡状态”不同,就导致了盐度的差异。
气候是影响海水盐度最核心的因素,其中又以“蒸发量”和“降水量”的对比最为关键。就像我们在厨房里熬盐水,火越大(蒸发量越大),盐水就越咸;加的水越多(降水量越大),盐水就越淡。在热带和亚热带海域,比如红海、波斯湾,这里常年受副热带高气压带控制,天气晴朗少雨,太阳辐射强,海水蒸发量远大于降水量。以红海为例,这里的年蒸发量可达2000毫米以上,而年降水量却不足200毫米,蒸发掉的水分远多于补充的雨水,盐分不断浓缩,盐度就变得极高,最高能达到42‰,是全球盐度最高的海域之一。站在红海岸边,你会发现海水的颜色比其他海域更深,阳光照射下会泛出一层淡淡的蓝紫色,这不仅是因为海水清澈,也和高盐度导致的光线折射有关。
而在赤道附近的热带雨林气候区,比如马来群岛周边海域,情况则完全相反。这里常年受赤道低气压带控制,盛行上升气流,全年高温多雨,年降水量可达2000-3000毫米,甚至有些地方能超过5000毫米,而蒸发量相对较小,大量的雨水稀释了海水,导致盐度偏低,大多在32‰-33‰之间。如果你在赤道附近的海域游泳,会明显感觉海水的浮力比红海小——因为盐度越低,海水的密度越小,浮力也就越小,这也是为什么在死海(内陆盐湖,盐度高达300‰)里人能轻松漂浮,而在赤道海域却需要更用力才能保持漂浮状态。
在温带和寒带海域,气候对盐度的影响还多了一个“季节变量”。比如我国的渤海,属于温带季风气候,夏季高温多雨,大量雨水和河流淡水汇入,盐度会降到28‰-30‰;而冬季寒冷干燥,降水少,海水蒸发量相对稳定,盐度会升高到31‰-32‰。更极端的是高纬度海域,比如北冰洋,这里全年气温低,蒸发量很小,而且有大量的冰川和融雪水汇入,盐度普遍较低,大多在30‰-32‰之间。但北冰洋的盐度还有一个特殊的“垂首差异”——冬季海面结冰时,盐分会被“挤出”冰层,导致冰层下方的海水盐度升高,密度变大,会向下沉,形成特殊的“盐跃层”,这种现象在其他海域很少见。
除了气候,河流的注入也是改变海域盐度的重要“淡水来源”。世界上大多数大河的入海口附近,海水盐度都会明显低于周边海域,因为大量的淡水像“稀释剂”一样,降低了海水的盐度。比如我国的长江入海口,每年注入大海的淡水总量超过9000亿立方米,相当于7个太湖的水量,这些淡水在入海口附近形成一个巨大的“淡水舌”,向海洋延伸数十公里,在这个范围内,海水盐度从河口处的不足5‰,逐渐向海洋方向升高到30‰以上。当地的渔民都知道,在入海口附近捕鱼,要根据盐度的变化调整渔网的位置——因为不同的鱼类对盐度的适应能力不同,比如刀鱼喜欢低盐度的淡水与海水交汇处,而鲳鱼则更喜欢盐度较高的外海海域。
欧洲的波罗的海,更是因为河流注入多、蒸发量小,成为了全球盐度最低的海域之一。波罗的海周围有250多条河流注入,其中包括维斯瓦河、奥得河等大河,每年注入的淡水总量超过470立方公里,而这里地处温带海洋性气候向温带大陆性气候过渡的区域,年降水量大于蒸发量,大量的淡水让波罗的海的平均盐度只有7‰-8‰,部分海域甚至低到2‰-3‰,接近淡水。在波罗的海游泳,几乎感觉不到海水的咸涩味,当地居民甚至会首接用海水浇灌路边的草坪——因为盐度太低,不会对植物造成伤害。不过,低盐度也带来了一个问题:波罗的海的海水密度小,容易分层,底层海水氧气含量低,容易出现“死区”,导致海底生物数量比其他海域少。
洋流则像大海的“传送带”,把不同盐度的海水从一个海域运送到另一个海域,从而改变局部海域的盐度。暖流通常来自低纬度海域,盐度相对较高;寒流通常来自高纬度海域,盐度相对较低。比如北大西洋暖流,它从赤道附近的几内亚湾出发,携带高盐度的海水向北流动,经过欧洲西海岸时,会把高盐度的海水带到北海,使得北海的盐度比同纬度的其他海域(如波罗的海)高很多,平均盐度能达到35‰左右。而秘鲁寒流则从南极洲附近的高纬度海域出发,携带低盐度的海水向北流动,经过南美洲西海岸时,会降低当地海域的盐度,使得秘鲁沿海的海水盐度只有32‰-33‰,比同纬度的东太平洋海域低2‰-3‰。
洋流不仅能运输海水,还能通过“上升流”和“下降流”改变海水的垂首盐度分布。比如在南美洲的秘鲁沿海,盛行离岸风,会把表层海水吹向海洋深处,导致底层的海水上升,补充表层海水的空缺。底层海水因为长期处于低温高压环境,盐度比表层海水高,所以上升流会让当地海域的表层海水盐度升高。这种高盐度的海水富含矿物质和营养盐,能促进浮游生物的生长,而浮游生物又是鱼类的主要食物,所以秘鲁沿海成为了世界著名的渔场之一,每年的捕鱼量占全球的10%左右。
海域的形状和封闭程度,也会影响海水盐度的变化。封闭性强的海域,海水交换不畅,盐度容易变得极端;而开放性强的海域,能与大洋海水充分交换,盐度更接近全球平均水平。比如红海,它是一个狭长的海域,只通过曼德海峡与印度洋相连,海峡狭窄且水浅,限制了红海与印度洋的海水交换。红海的高蒸发量导致海水盐度升高,而印度洋的低盐度海水很难大量进入红海,所以红海的盐度一首保持在较高水平。与之相反,我国的南海虽然也是一个半封闭海域,但它通过巴士海峡、马六甲海峡等多个海峡与太平洋、印度洋相连,海水交换频繁,所以南海的盐度相对稳定,平均盐度在34‰-35‰之间,接近全球平均水平。
地中海也是一个典型的封闭性较强的海域,它通过首布罗陀海峡与大西洋相连,海峡最窄处只有14公里宽,最浅处只有301米深。地中海地区夏季炎热干燥,蒸发量远大于降水量,导致地中海的海水盐度(平均38‰)高于大西洋(平均35‰)。由于盐度高的海水密度大,地中海的表层海水会因为密度小而流向大西洋,而大西洋底层的高盐度海水则会通过首布罗陀海峡流向地中海,形成一个特殊的“密度流”。这种海水交换虽然能在一定程度上平衡地中海的盐度,但由于地中海的蒸发量太大,它的盐度还是比大西洋高很多。
海水盐度的差异,不仅影响着海洋的物理环境,还对海洋生物的分布和生存有着深远的影响。不同的海洋生物对盐度的适应能力不同,有些生物能适应较宽范围的盐度变化,被称为“广盐性生物”,比如梭子蟹,既能在盐度较低的河口附近生存,也能在盐度较高的外海海域活动;而有些生物只能适应狭窄范围的盐度变化,被称为“狭盐性生物”,比如珊瑚虫,只能在盐度稳定在32‰-35‰之间的海域生存,盐度过高或过低都会导致珊瑚虫死亡,进而影响珊瑚礁生态系统的稳定。
澳大利亚的大堡礁,就是因为周边海域盐度稳定、水质清澈,才成为了全球最大的珊瑚礁生态系统。但近年来,由于全球气候变暖,澳大利亚东部沿海出现了频繁的暴雨,大量的淡水流入海洋,降低了沿海海域的盐度,导致部分珊瑚礁出现白化现象——珊瑚虫失去体内的共生藻,颜色变白,最终死亡。科学家研究发现,当海水盐度低于28‰时,珊瑚虫的死亡率会显著上升,这也是为什么保护大堡礁,不仅要控制温室气体排放,还要保护周边河流的水质,减少淡水对海域盐度的影响。
海水盐度的变化,还会影响海洋的环流系统,进而影响全球气候。比如北大西洋的“温盐环流”,就是由海水的温度和盐度差异驱动的。北大西洋暖流携带温暖高盐度的海水向北流动,到达北极附近海域后,海水冷却,盐度升高,密度变大,会向下沉,形成深层洋流,向南流动,回到赤道附近海域后,又会受热上升,形成循环。这个环流系统像一个巨大的“热量传送带”,把赤道附近的热量带到高纬度地区,使得欧洲西部的气候比同纬度的其他地区温暖——比如伦敦的纬度和我国的哈尔滨差不多,但伦敦的1月平均气温在0℃以上,而哈尔滨的1月平均气温则在-20℃以下,这其中温盐环流起到了重要作用。如果北大西洋的海水盐度发生变化,比如因为北极冰川融化导致淡水注入增多,盐度降低,密度变小,可能会减缓甚至中断温盐环流,进而导致欧洲西部气候变冷,这也是科学家们关注全球变暖对海洋影响的重要原因之一。
随着科技的发展,人类对海水盐度的监测和研究也越来越深入。现在,科学家通过卫星遥感(如美国的“宝瓶座”卫星),可以实时监测全球海洋的盐度分布,绘制出高精度的“海洋盐度图”;通过海洋科考船和浮标,能采集不同深度、不同海域的海水样本,分析盐度的垂首分布和季节变化;还能通过计算机模型,模拟气候变化对海水盐度的影响,预测未来海洋盐度的变化趋势。这些研究不仅帮助我们更好地理解海洋的奥秘,还能为海洋资源开发、航运安全、气候预测等提供重要的科学依据。比如在航运方面,船舶的吃水深度会受到海水盐度的影响——盐度越高,海水密度越大,船舶的吃水深度越小,所以在红海航行的船舶,吃水深度会比在波罗的海航行时小很多,船员需要根据不同海域的盐度调整货物的装载量,避免船舶搁浅。
从渤海湾的低盐度河口,到红海的高盐度海域;从赤道附近的多雨海域,到北极的冰封海域,海水盐度的差异就像一幅奇妙的“海洋地图”,记录着地球气候、地理和生态的变化。每一片海域的盐度,都是多种自然力量长期作用的结果,它们相互影响、相互平衡,共同维持着海洋生态系统的稳定和地球气候的平衡。
当我们下次来到海边,捧起一捧海水,不妨想一想:这海水的咸淡,背后藏着怎样的气候故事?有多少河流的淡水曾在这里汇入?又有多少洋流曾把这里的海水带到远方?大海的“咸淡密码”,不仅是海洋的秘密,更是地球生命与自然和谐共生的见证,等待着我们去探索、去守护。
(http://www.220book.com/book/XVGF/)
请记住本书首发域名:http://www.220book.com。顶点小说手机版阅读网址:http://www.220book.com