住在水里的火焰

阳　君

都说水火不相容,但在自然界里却有不少水上起火的奇观。这种水上之火,有星星点点的浮火,有喷达丈余的焰火,也有排山倒海的烈火。

在加勒比海北部,佛罗里达半岛以东的海面上,有一个大巴哈马岛,岛上有一个神秘的火湖。每当夜幕降落,微风过处,湖面上会泛起千万点火花,鱼儿跃出水面荧光闪闪,满身带火。要是在夜间,泛舟湖上,轻轻摇摆的船桨会激起无数的火星,船后还会拖出一条火路。

比火湖更壮观的是水上喷火。我国江苏省丰县子午河一段长30多米、宽20多米的水域里,在1987年9月13日傍晚至9月16日黄昏的4天时间里,不断喷射出高出水面达四五米的耀眼火花,并伴有呼呼的声响,犹如五彩缤纷的节日焰火。附近的鱼、蛙纷纷在火中死亡,成片成片地浮漂在通红通红的河面上。

而最动人心魄的是海上的通天大火。1976年6月的一天,法国气象工作者从气象卫星上接收到奇怪的彩色照片。在大西洋亚速尔岛的西南方海面上,一排排山峰般的巨浪上燃烧着通天大火,使在场的局外人惊叹不已。无独有偶,1977年11月9日,在印度东南部的安德拉邦马得里斯海湾附近的海域里,突然刮起一阵飓风,接着海浪咆哮,海面上骤然燃起了一片滚滚的通天大火,大火映照四周数十千米,目击者无不目瞪口呆。这次大火延续了20天之久,燃烧的海水通红沸腾,景色壮观,令人惊心动魄,难以忘怀。

神秘的水上起火之谜,经过科学家们的潜心研究,有些已初步揭开。

大巴哈马岛的火湖水面上之所以火花闪闪,火星乱飞,是由于湖里生长着大量的会发荧光的细菌。这种荧光极微弱,白天根本看不到,只有在夜间才能显露出来。早在18世纪,不少学者就已经发现某些细菌的发光现象。这些发光细菌都生活在热带和温带海洋中。在河口咸、淡水混合之处,在冷、暖水交界的海区,有机物质最为丰富,因而海洋发光细菌在这里能大量生长、繁殖。它们不仅自由生活在海水中,而且也寄生、共生或腐生在鱼、虾、贝等海洋生物体上,使生物体发光。

这些细菌的发光原理不久前已为科学界所发现。原来,在这些发光细菌的生物体内,有一种荧光素和荧光酶。荧光酶是一种生物催化剂,在它的催化下,荧光素和氧气结合,生成氧化荧光素,其化学反应所产生的能量以光的形式释放出来,因而就发出了光。这些发光细菌使海水发光多半由机械刺激(如海浪冲击)产生,和发光细菌共生的生物体发光,则多半是受到机械、化学、电等刺激才出现。这样,人们才知道,为什么船桨荡后会荧光闪闪,鱼儿跳出水面也满身带火了。

至于河面上喷火却不是由于发光细菌作怪。据有关人士推测,可能是在河流的地层深处,贮藏着大量的天然可燃气体,由于地层的变动,导致天然气的外泄,更由于地心热力超过了天然气的燃点,以至于在喷火过程中接触氧气而自动燃烧。

而海水燃烧的原因又与此不同。经过美国、印度、俄罗斯等国科学家的共同努力,终于揭开了海水燃烧的秘密。原来,当飓风以每小时280千米的高速在海面上疾驶时,激起滔天巨浪。风与海水发生高速摩擦,从而产生巨大的能量,使水分中的氢原子和氧原子分离,在飓风中电荷的作用下,原子便发生爆炸和燃烧。再加上空气中氧的助燃,海面上即会燃起熊熊烈火。

利用发光细菌为人类服务可以说由来已久。早在1900年,法国科学家杜波尹斯用大量发光细菌,放在法国巴黎国际展览会的光学宫大厅中,从而开辟了人类利用冷光的新纪元。因为发光细菌发出的光是冷光源,所以后来人们将发光细菌用在热光照明可能发生严重爆炸危险的火药库和采矿业。发光细菌对氧十分敏感,当氧的浓度为十万分之一时,发光细菌就能产生可测出的光,利用发光细菌的这一特性,可用作微量氧气的检测、过滤和滤膜孔径的测量,并可用于金属裂缝的检查以及真空度的测定等。

由于麻醉剂和不少化学药品,如乙醚、乙醇等,对细菌发光有影响,所以在医药工业上,发光细菌还可以用于抗菌素的检查和毒性试验,也可作为对麻醉剂药品作用的检测。此外,发光细菌还有一种最直接的用处,它可以为航船指明暗礁、浅滩、沙川和冰川,也可利用它帮助渔民寻找鱼群。

至于海水燃烧,尽管它能产生巨大的能量,然而它由于骤然而起,具有强烈的破坏性,要让它直接为人们利用,造福于人类是很困难的。然而它也启发了人们,在地球上能源匮乏的危机形势下,利用海水作为能源在理论上是可行的。而且它指出了“利用高速摩擦的手段使水分子分解为燃料和助燃物质”的正确途径,为人类未来以海水代替石油开辟了广阔而辉煌的前景。

编辑/梁宇清