北极死水惊魂

北极遇险

1893年的一天，“弗拉姆”号考察船正穿行在北冰洋巨大的白色冰山之中，由于没有风，四周一片寂静，只有当船只驶过平滑的海面才泛起道道涟漪。挪威探险家弗里德约夫·南森是这艘船的主人，他正准备向北极点接近，寻找传说中的“北极陆地”。突然，考察船似乎遇到了阻碍，速度明显慢了下来。船员们并没有偷懒，船也没有撞上冰山或海面浮冰，也没有遭遇到逆风，船就这样神秘地减速。

接下来，南森还发现他的船似乎被一种神秘的力量控制了，这种力量有时让船无法转向，有时会让船自动拐弯，在海面上划出一个大圆圈回到起点。在神秘力量的干扰下，考察船的航行速度比正常速度慢了1/4。许多船员对此感到非常恐惧，以为他们的航行惊动了北极地区神秘的水怪。好在这种力量似乎并不想让考察队永远地留在冰冷的海面，考察船还是能够克服神秘力量缓慢前行。过了一阵，当逃离那片古怪的水域后，船只的航行速度又正常了。

那种神秘的力量不止一次地干扰南森的考察船，有时在这片水域，有时在那片水域。南森既是一位科学家，还是一位经验丰富的北极探险家，他和别人一道探索北极，证明北极并不存在像南极那样的巨大陆地；他还在生物神经系统领域颇有研究。此外，当时世界主要国家组成了一个称作“国际联盟”的组织，类似今天的联合国，处理国际事物。南森因为在当时国际联盟中的优秀贡献，被授予了诺贝尔和平奖。就是这样一位学识渊博的科学家、社会活动家，也难以解释自己遇到的这个北极怪现象，于是他给这种现象起了一个名字，叫做“死水效应”。

死水不死

为什么北极地区会出现死水效应？调查发现，北极地区并没有大型的水生动物，不存在什么“水怪”。所以，死水效应的解释可能还要从海水入手。

南森发现这种效应后，一些物理学家认为，死水现象也许与海水的盐度、密度有关。海水是咸的，密度也比淡水大。而冰川水其实是淡水，当北极地区的冰山融化时，产生的淡水的密度比海水低，如果环境安静无干扰，淡水会浮于海水之上，在一定时间内形成淡水水层。整个海水从海面到水底，也许会出现2、3层盐度、密度不同的水层。

如果船只突然碰到了密度很大的水体，行驶速度自然也就会慢下来。这个解释有一定道理，但是却无法解释为什么有时候船舵会不听使唤以及船只打转的情况。

最近，法国科学家试图在水槽中制造出死水效应，并揭示死水效应的奥秘。他们在水槽中制造了盐度、密度不同的水层，不同水层染上不同的颜色，并把电动玩具船放入水槽做实验。水槽中的水面十分平静，但是科学家发现，水下却并不平静，在两个水层的交界面上，会出现微微的波浪。而当玩具船在水面行驶并摇晃时，深层的水体被搅动了，一部分水被吸引到了浅层，填充玩具船产生的漩涡。随着船只向前行驶，这种水体的振荡越来越剧烈，交界面处的波浪也越来越大，甚至大到影响了船只正常行驶的程度。而此时，水面其实还很平静，可是波浪却在船下面产生了一个低压区，船到了这个低压区前行就比较困难了。法国科学家终于成功地在水槽中制造了死水效应，并发现这是由于水层的界面波造成的。

界面坡捣鬼

我们知道，当风吹过水面时，水体会泛起波浪，从广义上理解，波浪就是一种界面波，界面之上是空气，之下是水，而波沿着界面传播，并有一定的振幅，出现波峰和波谷。其实，在水体中也会出现多个水层，它们之间存在着界面。

在北极水域，由于光照变化，露出水面的冰山融化速度时快时慢，于是固态的水变成液态水并流入海水的量也就时多时少。海水的平均盐度是0．35％，密度比淡水要大。因此当大量的冰融化后，一时之间不会与海水混合，往往会在海水表面形成一个盐度很低的淡水层，和高盐度的海水之间形成了一个水面下的界面。科学家发现，有时水面下甚至不止出现一个界面，而是有数个界面。这些界面上同样会出现界面波。当水层界面波的振幅很大时，即使水面上似乎很宁静，但界面波也足以干扰船只的航行。

水层界面波的发现对科学家真正理解海洋很有帮助。比如一些在平静的海水中游泳的人会突然出现难以划动的意外，这其实就是死水效应造成的。此外，进入海洋的污染物是如何在海洋中扩散的?这是科学家希望了解的课题。而界面波的发现，让科学家知道了海水中的一种新的动力，对他们的研究将很有帮助。

揭开了死水效应的奥秘，死水也就没什么可怕的了。

（据《科学之谜》）