莫里斯·尤困的救命金属球

焦述铭

在二战后期，美国飞行员在海上飞行时都会携带一些小金属球，如果飞机不幸被击落而跳伞，落到大海上，穿着救生衣无助地漂荡，就要在海里扔一颗金属球。这些美国大兵不明白为什么要这么做。日本、德国军方得到这些小球后，切开一看，里面除了空气什么也没有，也不知道这些“秘密武器”是干什么的。

这个“秘密武器”就是莫里斯·尤因的救命球。他曾经担任美国地球物理学会主席和美国地震学会主席，在地震波、海底地形、地球板块构造等很多研究领域都卓有成就。1953年，他与另外一位科学家一起发现了大西洋裂谷，还曾创立了世界一流的海底研究所——拉蒙特地质所。

让轴心国心慌不已的小金属球其实是帮同盟国将士通知组织“我落水啦”的信使——它们会在海洋水体中的“SOFAR声道”发生爆炸，传出飞行员遇险的信号。

由于太阳光只能照射到海洋表面，海水的温度会随着深度的增加而降低，大多数海洋生物都生活在靠近海洋表面的海水中。而海洋中水的压强随着深度的增加变得越来越大。随着温度和压强的不同，声音在海水中的传播速度也会有变化。温度越高、压强越大，声音传播的速度就越快。海洋表面温度很高，声音的传播速度很快；在海底深处，水的压强很大，声音传播的速度也很快。但是在水下600米至1200米之间的这段“高不成，低不就”的深度，水的温度不算高，压强也不算大，声音在这一深度的水中传播速度比浅海和深海都要低。尤因发现了这一现象，将该区域称为“SOFAR声道”。

声音在不同传播速度的水层之间传播时，会改变传播的方向，发生反射，所以，在SOFAR声道内出现的声波可以被“困”在这一深度，而不传递到其他深度。这一水层像一个通道一样集中了声道内产生的声音，同时隔离了其他水域的声音，保证了通道内的声音不受干扰，使声音可以传播到数千米以外甚至更远。当声音在其他深度都已经听不到的时候，在600米至1200米深度依然存在。

飞行员身上的那些金属小球内部充满空气，被扔到海里后，不断下沉，海水对金属球外表面的压力越来越大，金属球开始变形、破裂，最后炸开，发出巨大的响声。尤因设计的金属球经过精密的计算，刚好在下沉到600米～1200米的深度时炸开。爆炸产生的声音在SOFAR声道里传播。美国军方在这一深度的海洋中大量安装声音探测器，当接收到小球爆炸的声音后就可以判断飞行员落水的时间和地点，并展开救援。

人类在20世纪40年代才发现SOFAR声道现象，而鲸早就知道了这个秘密，座头鲸经常会游到这一深度，发出声音和几千米以外的同伴远距离交流。

在二战结束后的几十年间，美国海军建立了用于跟踪潜在敌人的舰船和潜水艇的全球系统SOSUS，用大约300000海里长的海底电缆与海岸站相连接，目前已形成一个庞大的水下传声器网络，这一系统依据的也是尤因发现的SOFAR声道。endprint