古代的人们深信:“地球是一个小小的暗色物体,孤悬在宇宙间。”
事实上,它不是严格意义上的“圆球体”,而是一个“椭圆体”,它与圆球的形状相似,但它是两极稍扁的球体。什么是“两极”呢?将一根毛衣针笔直地从苹果或者橘子的中间穿过,毛衣针穿入和穿出的地方就是该物体的“两极”。地球的一个极点位于深海的中间(北极),另一个极点位于高原的峰尖(南极)。
至于两极部位的“扁平”问题,你大可忽略不计,因为两极间的长度只比赤道直径短三百分之一。换句话说,如果有一个直径为三英尺的大地球仪(一般这样巨大的地球仪在商店中是买不到的,博物馆中才有),你会发现,它的轴只比它的赤道直径短八分之一英寸,这样小的差距几乎是看不出来的,除非其做工特别的精细。
虽然这个差距使那些极地探险者和地理学研究者产生了很大的兴趣,但对于本书的读者而言,知道这些就足够了。你的物理老师的实验室里也许有个仪器会向你展示,哪怕是一粒微尘在沿着它的轴自转,它的两极也会变得自然扁平。去请教你的老师吧,让他给你作一次演示,这样会省得你亲自到两极作实地考察。
我们都知道,地球是一个行星(planet)。“planet”这个词是从希腊人那里流传来的。他们很早就观察到(或者他们以为自己观察到),有些星星不停地在天际中运转,而有的则静止不动。于是,他们称前者为“行星”(planets),或者“游星”(wanderers),称后者为“恒星”(fixed stars),由于当时希腊人没有望远镜,不可能观察到恒星的运行。至于“星星”(star)这个词的来源也许与梵语的一个词根“点缀”有关:点点繁星就像点缀天空的小火苗。现已无从考证,但这个比喻确实相当美丽而贴切。
地球绕着太阳运转,从太阳那儿摄取光与热。太阳的体积是太阳系其他所有行星总和的700倍还要多,其表面温度接近6000℃,所以它给予地球的只是微不足道的一点点光和热,我们也不必为了获得的这点微乎其微的恩惠而心怀愧疚。
宇宙
在古代,人们相信地球就是宇宙的中心,是一块被汪洋大海包围着的干燥陆地,就像穆罕默德的木棺或者断线的风筝一样,是完全悬在空中的。对于这种说法,只有少数几个敢于挑战真理的希腊天文学家和数学家(他们是第一批自己去思考问题的人)提出质疑。经过几个世纪艰苦而执著的探索,那些先驱得出结论:地球不是扁平的圆盘,而是一个球体;它不是静止地悬在空中,也不是整个宇宙的中心,而是以相当快的速度围绕着一个更大的叫做太阳的球体在不停地运转。
与此同时,他们指出,那些与所谓静止的恒星相对而言在运动着的星星并不是在围绕地球运转。实际上,这些发光的小天体和地球一样,是共同围绕太阳运转的行星。它们与地球一样同属于太阳系家族,遵循着同一种运行规律(这种规律决定着我们的日常作息,包括何时起床、何时入睡),沿着各自既定的轨道运行,如果偏离了这个轨道,就会毁灭。
那几个小点就是我们所知的宇宙的全部
在罗马帝国的最后200年里,知识阶层已经把这假说当成颠扑不破的真理,因为它是令人信服的,但是在四五世纪教会日益强大后,谁再宣扬这样的观点就极端危险了。如果有谁宣扬地球是圆形的,他就性命难保了。但是,我们不应该因此而过于苛责教会,因为那些教会最早的皈依者,大都是来自当时社会中的蒙昧的一些阶层,他们坚定地相信:世界末日即将到来,耶稣将为了自己的子民回到他当初受难的地方,重审人间善恶,荣耀地重返尘世。这些基督徒坚信这是世界上唯一的真理。如果事情是这样的话,那么地球就是平的;否则,耶稣就得两次重返尘世,一次到西半球,一次到东半球。这样的事情简直荒谬绝伦,亵渎神灵。因此,地球绝不可能是个圆球。
教会用了近千年的时间不遗余力地教导他的信徒:地球是个平的圆盘,是宇宙的中心。当时的知识分子,在那些在修道院里的学者和新兴城市中的天文学家中,他们并没有放弃古希腊的地圆学说,只是他们并不敢公开谈论这个话题。因为他们明白,公开讨论这个话题只会打破数以百万的蒙昧市民的平静生活,而且还无济于事。
但是,自此之后,基督徒们,除了个别的顽固者,还是逐渐地、不得不接受了地圆学说。到了15世纪末,古希腊的这个学说已经获得了社会的普遍认同。它是建立在如下的观察基础之上的:
首先,当我们靠近一座大山或者一艘大船时,我们首先看到的是它们的顶部,然后才逐渐看到它们的全貌。这是毋庸置疑的事实。
其次,不管我们身处何地,我们的视野范围总是圆形的。无论观察陆地还是海洋,我们的视线总是在平行地移动,而当我们乘坐热气球升到空中或者站在高塔之上时,我们的视野就会很开阔,我们视野的那个圆形也就扩大了。假如地球是圆的,我们就会发现自己置身于一个椭圆的视野圈的中心。当然,如果它是方形的或者三角形的,地平线也应呈现出方形或者三角形。
第三,当发生部分月食的时候,地球反映在月球上的阴影是圆形的,而只有球形的物体才会有圆形的阴影。
第四,既然别的行星和恒星都是球体,那么为什么在几十亿的星球中唯有地球是个例外?
第五,麦哲伦的船队向西航行了很久以后又回到了他们原来的出发地,库克船长也有同样的经历,他带领探险队从西向东航行,坚持到底的人也终于回到了自己的祖国。
最后,当我们往北向着北极前进时,那些熟悉的星座(古人称作黄道十二宫星座)就会越来越低,直至一个接一个地从地平线上消失,而当我们回到赤道地区的过程中,这些星座又会越来越高。
所有这些无可辩驳的事实充分证明了我们所居住的地球是一个球体。如果这些证据还让你感觉不够充分,你可以去找某个德高望重的物理学家,他会拿一块石头从高处坠落,以此来演示重力定律,这就无可辩驳地证明地球是个球体。如果他能耐心细致地讲解,我想你会理解其中道理,并且学到比我更多的物理学和数学的知识。
只有球形的物体才会有圆形的阴影
我还可以列举许多科学数据来证实这一点,或许你会从中受益,但是它们对于普通人(包括我),这种运算总是不大适应。以光为例,光的运行速度是每秒18.6万英里,只是一瞬间的工夫它已经围绕地球运行七圈了。太阳光只用八分钟就可以将它的光送到我们这里,而木星只需三分钟就可以把它的光送到地球上。离我们最近的恒星(比邻星)的光要在四年零三个月后才能照到地球,而在航海中发挥极其重要作用的北极星的光从400多年前就开始出发了。
我们试着想象一下这个距离,一光年有多长,也就是一束光线在一年中所走过的距离:365×24×60×60×18.6万英里。我想,大多数人都会被这个天文数字搞得很茫然。
我可以以我们都熟悉的火车为例,来说明这个问题:
一列普通旅客列车,日夜不停地运行,将要花260天的时间才能到达月球,而到达太阳需要300年。假如列车从现在(1932年)出发,它将在2232年到达目的地。到达海王星需要8300年,这还不算漫长,因为地球到太阳系外最近的恒星需要7500万年,而从地球到北极星则需7亿年。这真是一次极其漫长的旅行。如果以人类平均寿命70年(这还是一个过高的估计)作为标准,等到7亿年这列火车才抵达终点时,地球上已经有1000万代人相继出生和死去。
地球在宇宙中的运行速度比最快的炮弹还快
而且,我们现在谈论的还只是宇宙中我们所观察到的这一部分。比起伽利略时代的天文学家利用的观测天空的简陋的仪器,今天的望远镜有了很大的改进,即便如此,它仍然有许多不完善的地方,只有等我们将镜头再扩大1000倍,我们才在天文学研究中真正取得了长足进展。由此可见,我们所谈论的宇宙实乃“人类用肉眼或者借助光学仪器观察到的那浩瀚宇宙中的那一小部分”。至于宇宙的其他部分,那些尚未观察到的世界,我们还对它一无所知,甚至不能作出任何猜测。
在地球附近的数以万计的天体中,我们有两个近邻,它们都在直接而显著地影响着人类的生存,那就是太阳和月亮。太阳给我们提供光和热。距离我们最近的月球则影响着海洋活动,帮助海洋产生一种人们称之为“潮汐”的奇异的水流现象。
虽然月球的体积比太阳小得多(如果把太阳比作一个直径为3英尺的圆球,那么地球就只是一粒青豆,而月球就只能算是个针尖),但是由于月球离我们很近,所以月球对地球的引力要大于太阳对地球的引力。
潮汐
如果地球全部是由固体物质组成的,月球的引力就很难觉察。然而,地球四分之三的面积被海洋覆盖,海水也会追随着围绕地球运转的月球产生潮起潮落,就像纸上的铁屑会跟随从上面晃过的吸铁石左右移动一样。
就这样,一条宽广的几百英里的水面在月光的引导下日日夜夜奔腾不息。当它流向海湾、港口或者河口时,海面就会紧缩,水流就会狂暴不已,激起20英尺、30英尺,甚至40英尺高的潮汐。在这样的水面航行是十分危险的。当月球与太阳恰好在地球的同一边时,对海水的引力就会更加强大,产生所谓的“满潮”。在世界上的许多地方,满潮就如同一次小型的洪水泛滥。
大气层
地球四周被一层大约300英里厚的氮气和氧气围裹着,这层氮氧混合物构成的大气层就是我们所说的“空气”。空气与地球就像橙皮与它包裹着的橙肉,密不可分。
大约一年前(1931年),一位瑞士教授乘坐一只特制的热气球升到10英里高的地方,这是人类首次进入大气层的这一部分。诚然,这是一次伟大的创举,但是地球还有290英里厚的大气层等待着我们去探索。
大气层与地表及海洋构成了一个实验室,各种气候,风、雪、雨、干旱均在这里产生。由于天气在时时刻刻影响着人类的生活,我们就应该对此进行详细的讨论。
影响气候(climate)变化的三个因素是地表的温度、盛行风和空气的湿度。“climate”的原意是指“地表的斜坡”。古希腊人很早就注意到地面越靠近极点就越“倾斜”,相应地其温度和湿度也在发生变化,后来“climate”这个词就用来表示某一地区的气候状况,而不是特指一个地理位置。今天我们说到一个国家或地区的“气候”时,我们是指在一年四季中这里主导的天气状况。
风
首先,我要讲一讲在人类文明的进程中发挥着重要的作用的神秘的风(wind)。如果没有热带海洋盛行的有规律的信风,美洲大陆的发现就得推迟到蒸汽船发明的时代了;如果没有带来湿润的和风,加利福尼亚地区和地中海沿岸的国家就绝不可能有现在的繁荣,以至于远远超过了它们东部和北部的邻居。更不要说那随风横扫的飞沙走石,它们就像一张巨大的无形的砂纸,在几百万年后,就可以把地球上最雄伟的山脉磨平。
“wind”原意是指“蜿蜒而盘旋地前进”,而风就是一股从一处“蜿蜒”前进到另一处的气流。那么,气流为什么要从一处蜿蜒前进到另一处呢?这是因为一些地方的空气温度比其他地方的温度要高,因此这些地区的空气比其他地区的空气要轻,所以这些地区的空气就会不断地向高空升起。温度高且轻的空气上升,下面就会产生一个真空带,这时较冷较重的空气就会代替它。
它们就像毛毯一样温暖我们
我们都知道如何在房间里制造热空气——生只火炉就可以了。对于宇宙里的茫茫星星来说,太阳就是一只火炉,各行星就是等待加热的房间。地球上最热的地方当然是最靠近“火炉”的地区——赤道,而最冷的地方则是距离“火炉”最远的地方——南极和北极。“火炉”使“房间”里的空气发生剧烈振荡,产生一种循环往复的运动。空气受热后不断上升,一直升到“房屋顶层”(大气层的上方),但同时也渐渐远离热源,使温度不断地下降。冷却的气流逐渐变重,又回落到地面上。随着冷空气接近地面,它又离“火炉”越来越近了,于是,它再次变得又热又轻,重新向上升去。如此周而复始,直至“火炉”熄灭。但是吸收了大量热量的“房间的墙壁”可以保持“房间”的温度,保温时间的长短,就要看“墙体”的材料了。
这些“墙壁”就是我们所居住的地表。沙子和岩石与潮湿的沼泽相比,吸热更快,散热也快。这样,沙漠在太阳落山后很快就会寒气逼人,而森林则在深夜降临几个小时后仍然温暖舒适。
水是名副其实的储存热量的仓库。因此,临海的国家和岛国比起大陆深处的国家,气候更温和、更稳定。
太阳为地球提供热量
我们的“火炉”——太阳,在夏天要比冬天向地球发送更多时间的热量,而且夏天的阳光比冬天更炙热,所以夏天要比冬天热。不过,影响太阳作用的不止这些因素。在某一个寒冷的日子里,如果用小电热器在浴室里加热,你会发现浴室的温度很大程度上取决于那个小电热器摆放的角度。太阳也同样如此。赤道一带的阳光差不多是垂直地射在地球表面的。100英里宽的阳光几乎可以均匀地照射在100英里宽的非洲森林或者南美荒原上,它所有的热量差不多全部释放在这里,没有丝毫浪费。阳光在两极地区是斜射在地球表面的。一束100英里宽的阳光将覆盖两倍宽的地域或者冰壳上(插图将比长篇大论更能说明这个问题),因此两极地区获得的阳光热量就减少了一半。这就像一个可以使6个房间保持适宜温度的火炉要为12个房间供暖一样,其效果肯定会大打折扣。
实际上,太阳的工作程序比我们想象得更为复杂,它还有一个重要任务就是使地球周围的大气层保持恒温。这项工作并不是由太阳单独完成的,而是要借助于地球。当阳光穿透大气层抵达我们的地球时,它并没有直接影响地球的这层保护毯的温度。阳光照射地球的时候,地球将太阳的热量储存,再将一部分向大气层输送。这就能解释山峰的顶部为何会如此寒冷。因为我们攀登得越高,就越难感受到地表热量的温度。如果是阳光直接加热了大气层,大气层再使地表升温,那么山顶就不会积满白雪了。
降雨
现在让我们把这个问题再深入一点。空气并不是“空”的,它包含着很多物质,并且具有重量,因此大气层底部的空气就比高层的空气承受着更大的压力。如果你压平一片叶子或者一朵花,你会将它夹在一本书里,然后在这本书上再压上20本书,因为你知道,只有这样才能使最下面的书的压力最大。同样道理,我们大概不会料到,我们周围空气中的压力会有那么大——每平方英寸15磅。这样的话,如果我们体内没有相同压强的空气,我们就会被压扁的。即使这样,平均每个人也承受了3万磅的压力。3万磅可不是一个小数字,如果你还心存疑虑,请你一个人去举起一辆小货车试试吧。
大气压也是在不断变化的。这一点是17世纪中叶伽利略的弟子托里拆利告诉我们的。他发明了气压表,这个著名的仪器使我们可以随时都可以测量出空气中的压力。
托里拆利的气压表刚投放市场,人们就开始用它来做实验。他们发现,海拔每升高900英尺,气压就下降1英寸。随后人们又发现了气象学,气压表在研究大气现象、预测天气状况中起了重要作用。
一些物理学家和地理学家开始猜测,气压的高低与盛行风的方向有某种必然的联系。为了找出这些盛行风的运行规律,人类花了几个世纪的时间去搜集数据材料、总结规律,最终才得出明确的结论。研究表明,地球上某些部分地区的气压高于平均海拔气压,而有些地区的气压则低于平均海拔气压。这就形成了高气压区和低气压区。风总是从高气压区吹向低气压区,而风力和风速的大小则取决于这两个气压区的气压对比度。如果高气压区的气压非常高而低气压区的气压非常低,风力就会十分强,甚至会出现旋风、飓风或者龙卷风。
暴风雨毕竟只是局部地区的现象
风不仅使我们生活的家园空气循环,通风良好,而且它还给我们带来降水。没有雨水,动植物就不可能正常成长。
大洋、内陆湖和内陆雪原上蒸发的水分,在空中形成水蒸气。水蒸气被热空气携带着运动,于是,它的温度逐渐下降,变为冷空气。一部分水蒸气遇冷凝结,形成雨、雪或者冰雹,降落到地表。
因而一个地区的降水几乎完全取决于这一地区顶上的风。如果沿海地区与内陆被山脉隔开(这是很常见的),沿海地区必定十分湿润,因为风在遇到山脉时被迫升高(这儿气压较低),离海平面越远,它的温度越低,水蒸气就会变成了雨雪降落地面。当风抵达山的另一面时,它就变成了没有雨水的干风。
热带地区的降雨丰沛而稳定,因为这一地区地表巨大的热量使空气升到很高的高度,水蒸气遇冷凝结,就会形成倾盆大雨。由于太阳不是永远在赤道上空,它会时而偏北时而偏南地来回移动,所以赤道地区也有季节之别,不过大部分只有两个季节。两个季节中间暴雨连绵,而这两个季节则是滴雨不下。
有些地区常年处于从寒冷地区吹向温暖地区的气流控制下,没有比这些地方更倒霉的了。这是因为,风从寒冷地区吹向温暖地区的过程中,它们吸收水蒸气的能力逐渐增加,空气中的水蒸气不会遇冷凝结化成雨水,所以这样的地区10年都难得下一两场雨,成为干燥的沙漠。
关于风和雨就介绍到这里。它们的具体情况将在下面章节中详细探讨。
接着,我要简述一下地球本身的状况,以及我们所居住的这层坚硬的岩石——地壳。
有关地球的内部结构有多种说法,但是还没有一种说法能够完全让人信服。
地震
让我们正视现实:人类能够上天有多高?入地有多深?
在一个直径为3英尺的地球仪上,世界最高峰埃佛勒斯峰(即珠穆朗玛峰)只有薄薄一张纸那么厚,而菲律宾群岛东侧海洋的最深处看上去就像一张邮票的锯齿。我们从未到达过深海之渊,也从未爬到过埃佛勒斯峰之巅。我们曾乘坐热气球和飞机飞上高空,那高度也只比喜马拉雅山的峰顶高一点儿,但是大气层的三十分之二十九还有待于人类去探索。至于海洋,我们从未潜到太平洋四十分之一深的地方。而且,最高山峰的高度要小于最深海洋的深度。如果将最高峰都倾入海洋的最深处,那么它的峰顶还要低于海平面几千英尺。这是为什么呢?至今人类还无法解答。
现代科学知识对地壳的过去的起源和将来的变迁一无所知。我们也不必再去研究火山,希望从中找到地球内部构造的材料(我们的祖先曾这样幻想),因为我们已经知道,火山并不是那些被人们认为的地球内部的热物质的出口。打一个可能会让人讨厌的比喻,火山就是地球表面的脓肿,虽然腐烂疼痛,但这只是局部的问题,而不是身体内部的毛病(这是作者因受当时的科学水平所限而得出的错误认识,因为火山就是由地球内部岩浆喷出地面而形成的——译者注)。
目前世界上大概还有320座活火山。原来有400座,但是随着时间的推移,有一部分活火山渐渐没有了活力而退隐了,进入普通山峰的行列。
地表就像一块多孔的海绵
大多数火山位于沿海地区。事实上,大部分地壳活动频繁的地区都在海洋附近,例如日本就是一系列的岛屿(据地震仪检测,日本平均每天发生4次轻微火山震动,每年发生1447次),最近火山爆发结果最惨痛的地方——马提尼克和喀拉喀托——也是在大洋中央。
由于大多数火山都濒临海洋,人们就想当然地认为,火山喷发是由于海水渗入地球内部而引起的剧烈爆炸,使岩浆、蒸汽之类的东西喷发四溢,造成灾难性后果,但是后来我们发现,还有一些活动频繁的火山却与海洋相隔很远,于是上述理论也就不攻自破了。
另外,关于地球的表面,又是怎么回事呢?过去,我们总是夸夸其谈,说那些岩石超越了时间而亘古不变,以至于我们把不变的事物说成“坚如磐石”。然而,现代科学却让这种说法变得并不是那么信心十足,它认为,岩石是在不断变迁的。由于风吹日晒,山峰正在以每千年减少3英寸的速度变矮,如果没有反作用力在抵消这种侵蚀作用,那些古老的山峦在很久以前就已经消失了。即使是喜马拉雅山脉也会在1.16亿年后变为平地。所以,反作用力是存在的,而且力量巨大。
山脉的隆起和销蚀
为了对地表运动有个起码的概念,请你拿出半打干净的手帕,将它们平整地摊在桌上,然后用手从两边向中间慢慢地拉动这半打手帕。你会发现,这堆手帕上出现了一大堆奇形怪状的褶皱,有的像凸起的山峰,有的像低谷,还有的层层叠叠貌似丘陵。这些手帕上的褶皱就像我们的地表。地壳是地球这个巨大物体的一部分,在太空中高速运转,它也在不断地丧失热量,随着热量的散失,就会缓慢地紧缩,由此引起褶曲变形,就像一堆手帕被挤在一起那样。
据目前最权威的猜想(只不过是猜想而已),地球自形成之日起,其直径已经缩小了大约30英里。作为直线距离,也许你认为30英里并不算太长,但是请记住,我们正在讨论的是一个巨大的曲面。地球表面积是1.9695亿平方英里,如果它的直径出现缩小了几码这样的变故,就会引发一场巨大的灾难,足以毁灭全体人类。幸运的是,自然界是在一点一点地创造着她的奇迹,她会巧妙地保持着整个世界恰当的平衡。如果她要使一片水面干涸(美国的盐湖就在迅速地干涸,而瑞士的康斯坦丁湖在10万年后也将消失得无影无踪),她会在另一个地方创造一片新的水面;当她要磨平一段山脉(欧洲中部的阿尔卑斯山将在6000万年之后变得像美国大平原一样平坦),她还会在地球的另一个角落再创造出一座高山。至少我们相信会出现这样的情况。因为地壳的运动是如此缓慢而漫长,以至于我们无法观察到正在进行中的细微变迁。
不过,情况也并不总是如此。大自然本身虽然这样悠然自得,不慌不忙,但是,在人的推动和诱导下,她有时也焦躁得可怕。现在人已经发展到如此文明的地步,发明出蒸汽机和炸药包这些小玩意儿,于是地表在转瞬间就不得不发生翻天覆地的变化。如果我们的曾祖父和曾祖母能够回到我们的世界与我们共度佳节,我相信,他们肯定认不出自己的牧场和花园了。我们对木材的如此贪婪,以至于无情地剥光了一片又一片山区的绿衣,将森林和灌木无情地砍伐殆尽,将连绵青山化为原始荒野。因为一旦森林消失,原来附着于岩石表层的肥沃土壤就会被雨刷得干干净净,露出贫瘠的山脊,并对周边地区构成巨大的威胁。雨水没有了草皮和树根,便会化为汹涌的洪流,从山顶涌进山谷和平原,吞噬着它遇到的一切东西,以致生灵涂炭。
为什么不自己去模拟一次地震呢?欧洲的冰川公元1932年我们所描述的这一切绝非危言耸听。我们不必回到冰川时代,去看那大自然神秘的力量的“杰作”——北欧和北美大陆铺上厚厚的冰雪,各个山脉留下险峻的危崖;我们只需回顾一下罗马时代,去看看那些第一流的所谓的开拓者(他们不是古代“最讲究实际的人”吗?)是怎样花了不足五代人的工夫就毁灭了原本可以保持稳定气候的条件,彻底“改造”了他们那个半岛的天气状况。西班牙人的铁蹄,使南美洲勤勉而安分的印第安人世世代代耕耘着的肥沃梯田化为荒原。这是近在眼前的事实,毋庸多言。
公元前5000万年
当然,对土著人进行剥削、奴役的最简单的办法就是断绝他们的食物来源,用强制力使他们顺从。正如我们的美国政府就在这方面做出了“表率”:他们把美洲野牛杀害殆尽,轻而易举地将勇武的印第安战士变成肮脏、邋遢的保留地教化居民。然而,殖民者的这些残酷无情的措施最终将遭受惩罚。如果有人熟悉美国大平原和安第斯山脉的情况,他就会告诉你这是美国政府咎由自取。幸运的是,他们终于意识到了这一问题的严重性。现在,各国政府都不再容忍对土地的无耻侵害了,因为是土地给我们人类的命运带来福祉。人类对地壳的变迁无能为力,但是我们能够在一定程度上对地表的局部进行微小的改造,使大地多降甘露,使绿洲不再变成无情的沙漠。我们也许对地壳的深处一无所知,但我们至少对大地的外表略有所知。我们要凭我们的智慧和力量去创造全人类的幸福。
美洲的冰川亿万年前的各大洲与今天迥然不同直到现在,我们还没有能力控制地球上较大的部分——占地球四分之三的海洋世界是人类无法居住、更无力改造的。这些覆盖地球的海水深浅不一。最浅处只有2英尺(滨海地带),而最深的海沟则深达3.5万英尺(菲律宾群岛以东)。这些水体被人类划分成三部分。最广阔的水域被称作太平洋,面积是6850万平方英里,还有大西洋和印度洋,面积分别为4100万平方英里和2900万平方英里。除了海洋,内陆水面积还有2000万平方英里,其中河流湖泊的总面积达到了1000万平方英里。这些水域都不是人类的居所,无论是过去、将来还是现在,除非我们也能像几百万年前的祖先那样,再长出鳃来。
如果我们将世界上最高的几个山峰都倾入位于菲律宾和日本之间的海洋最深处(3.421万英尺),埃佛勒斯峰的峰顶将在水下5000英尺处,其他的就更低了。世界最高的12座山峰依次为:
1.埃佛勒斯峰(29141英尺);2.干城章嘉峰(28225英尺),亚洲尼泊尔附近;3.阿空加瓜山(22834英尺),位于阿根廷;4.钦博拉索山(20702英尺),位于厄瓜多尔;5.麦金利山(20300英尺),位于美国阿拉斯加州;6.洛根山(19850英尺),位于加拿大;7.乞力马扎罗山(19710英尺),位于非洲;8.厄尔布鲁士山(18465英尺),位于高加索,欧洲最高峰;9.波波卡特佩特山(17543英尺),位于墨西哥;10.阿拉加茨山(17090英尺),位于亚美尼亚,当年诺亚方舟搁浅的地方;11.勃朗峰(15781英尺),位于法国境内阿尔卑斯山脉;12.富士山(12395英尺),位于日本。(在喜马拉雅山脉中还有12座山峰比阿空加瓜山海拔高,但是由于它们鲜为人知,就不在此列举。)
人类常年居住的最高和最低的地方分别是:1.中国西藏的嘎托(14518英尺),海拔最高的村庄;2.秘鲁的喀喀湖(12545英尺),最高的湖泊;3.基多(9343英尺)和4.波哥大(8563英尺),世界上最高的城市,均位于南美洲;5.瑞典圣伯纳关口的修道院(8111英尺)是欧洲最高的人类常年居住点;6.墨西哥城(7415英尺),北美洲海拔最高的城市;7.巴勒斯坦的死海,低于海平面1290英尺。
浩渺无垠的海洋乍一看似乎是对土地资源的一种巨大浪费,似乎人类应该为此感到惭愧。细想一下,在我们的可支配的土地资源中还有500万平方英里的沙漠,还有1900万平方英里像西伯利亚那样近乎没有利用价值的荒原,还有几百万平方英里的地区,由于海拔太高(如喜马拉雅山和阿尔卑斯山)或者温度太低(如两极地区)或者湿度太大(如南美洲沼泽地区)或者森林过于茂密(如非洲中部的森林地区),都不适合人类居住,只好从算作“陆地”的5751万平方英里的面积中扣除。这种土地情况使人们感到,如果我们再被赐予多一点儿的土地,我们会更加珍惜利用的。
然而,如果没有巨大的海洋作为蓄热库,人类的生存就是一个非常大的问题了。史前时代的地理遗迹告诉我们,地球曾一度有相当大面积的陆地,比我们现在的要大得多,但是海洋面积却比现在小得多,因此那个时期的地球非常寒冷。目前地球上陆地与海洋的比例为1:3,这种状态是很理想的。只要这个状态不发生变化,目前适宜的气候就能够长久地保持下去,人类的生存状况就不用担忧了。
宇宙中的邻居
环绕整个地球的海洋和坚硬的地壳一样,也在不断地运动着。月亮与太阳的引力吸引着海水,使海水的高度不断上升,其中又有一部分在白天热量的作用下,蒸发转化为水蒸气带走,而北极地区的寒冷又将其化为坚冰。从实用的眼光看,气流或者说风,最直接地影响人类生活,因为它们影响着海洋。当你对一盆汤较长时间地吹气时,汤会从你的嘴边荡开。同样道理,当一股气流年复一年地不断吹向大洋表面,海水就会顺着气流的运动方向向前“漂流”。如果几股气流从几个不同的方向同时吹送,这些水流就会相互抵消。但是,当风向比较稳定时,就像赤道两侧吹来的风那样,它们所产生的漂流就会成为稳定的水流。这些海流对人类历史产生过重要影响,它们为人类创造出一片又一片宜人的居住地。如果没有那些海流,一些地方也许还像格陵兰岛那样,是一个坚冰覆盖的严寒世界。
找一张海洋河流图(许多海流和河流一样)标出它们的分布位置。我们可以看到,太平洋中最重要的海流是日本暖流,又名蓝色盐暖流,它是由东北方向的信风引起的。这条日本暖流完成了在日本海的使命之后,跨过北太平洋,又将它的福祉降临阿拉斯加,使那里的寒冷减弱,气候更加适宜人类居住,然后,它又掉头南下,给加利福尼亚带来宜人的气候。
谈到海流,我们会想到墨西哥湾流。这条50英里宽,2000英尺深的神秘海流,在漫长的岁月里,不仅不断地为北欧地区提供着墨西哥湾的温暖,还给英格兰、爱尔兰和所有北海沿岸国家带来肥沃富饶。
墨西哥湾流
墨西哥湾流颇具传奇色彩。它起初是北大西洋涡流。那时北大西洋涡流只是一种漂流,而不是海流。它就像一个巨大的漩涡,在大西洋的中部不停地旋转,里面裹带着数以万计的小鱼和浮游生物,然后将它们卷入漩流中心,就像一片“藻海”或者“海草海”。这股涡流在人类早期航海史上非常重要。至少中世纪的水手们坚信,一旦航船被信风(北半球向北吹的风,由于地球自转变成了东北风,称为信风)吹入这片藻海,你就有去无回了,因为陷入藻海的航船迷失了方向,船上的水手逐渐饥渴而死,只剩下无云的晴空下阴森恐怖的死船在永远地上下漂浮,就像是一个对冒犯神灵的人的无言的警告。
当哥伦布的船队平安地穿过这片沉寂的海水时,那些关于无边藻海的神奇故事就显得太夸张了。但是,时至今日,藻海对许多人仍是一个神秘莫测的名字,它的故事让人想起中世纪但丁的地狱之旅。实际上,它远不如纽约中央公园的那个天鹅池令人新奇。
再说一下墨西哥湾流。北大西洋的涡流的一部分最后进入加勒比海,在那里从非洲海岸西行而来的一股海流加入了它。这两股巨流汇合一处,便从加勒比海溢出,汹涌澎湃地流向墨西哥湾。
厨房里的“墨西哥湾暖流”
墨西哥湾也无法容纳这么多海水,因而佛罗里达与古巴之间的海峡就变成了一个水龙头,将这股暖流(80华氏度)从“水龙头”里喷泻而出,形成了墨西哥湾流。从水龙头喷涌出来的海流以每小时5英里的速度奔流前进,因此古代航船对它敬而远之。航船只能绕道而行,因为逆流而上会严重影响航速。
墨西哥湾流从墨西哥湾出发,沿着美洲东海岸一路北上,直到最终被东海岸挡住,便向东折去,开始穿越北大西洋。在纽芬兰的大浅滩附近,它与从格陵兰的冰川地区流来的拉布拉多寒流汇合。拉布拉多水温冰冷,而墨西哥湾流则温暖而好客,这两股巨流的突然混合产生了茫茫大雾,使这一片水域因此恶名远扬。还有洋面上漂浮着大量的冰山,在过去50年的航海史上,它们也扮演着让人恐惧和厌恶的角色。这些冰山是被夏日的骄阳从格陵兰岛坚硬的冰川上切割下来的(这个岛有90%被冰川覆盖),然后缓缓向南飘去,最后流进了墨西哥湾流和拉布拉多海流汇合所形成的巨大涡流之中。
这些冰山在海面上缓慢地飘动着,并开始逐渐地溶化。但是,融化中的冰山是很危险的,因为人们只能看到露出在水面的冰山顶部,却看不见深藏在水下的那些嶙峋的边角,这些边角可以轻而易举地将航船的铁壳刺穿,就像一把利刃切黄油一样简单。现在,这部分海域已经禁止通行,各国海船都避开这里,只有美国巡逻舰队(专门侦察冰山的船,费用由各国共同承担)则在此不断巡行,炸毁较小的冰山,向过往船只发送大冰山出现在哪里的警告。然而,渔船却对这一片海域非常青睐,因为这片海水里有来自寒冷的北冰洋的鱼群。这些鱼群习惯了拉布拉多海流的低温,遇到墨西哥湾流带来的温水就极为难受。当它们还没有作出决定,是重返北极还是游过温暖的墨西哥湾流时,法国渔夫已经将这些犹豫的鱼儿收进了自己的网中。这些法国渔夫的祖先很早就光临过美洲大浅滩,比其他人早好几百年。离加拿大海岸不远的两个小岛,圣皮埃尔岛和密克隆岛,是两世纪前占领北美大陆相当大地盘的庞大法兰西帝国的最后两块领地,而且它们还见证了诺曼底渔民的勇敢。这些人早在哥伦布出生前150年就探访过美洲海岸。
墨西哥湾流离开所谓的“冷墙”(由墨西哥湾流和拉布拉多寒流的温差造成的)之后又继续北上,悠闲自如地跨过大西洋,在西欧海岸呈扇形散开。它拍打着西班牙、葡萄牙、法国、英国、爱尔兰、荷兰、比利时、丹麦和斯堪的纳维亚半岛的海岸,给所有这些国家和地区带去无比温和的气候。在完成了它的人道主义使命之后,这股奇异的海流夹裹着比世界上所有大河水量还多的海水消失在北冰洋的怀抱之中。北冰洋由于水量过多,消化不了这么多海水,于是它也倾倒出自己的海流以求缓解,这就是格陵兰海流,而我曾提到过的拉布拉多寒流就诞生于格陵兰海流之中。
这是一个引人入胜的故事。
我真的很想再继续讲下去,但这一章的篇幅已经不允许了。
这章只是背景而已——关于气象学、海洋学和天文学的总体背景,在这个背景下,我们这场剧中的角色开始各自登台演出。
现在让我们暂时落幕。
当幕布再次拉开时,新的一幕剧就开始上演了。
下一幕将向你讲述人类是如何学会穿越山川、驾驭海洋、寻找荒漠的。在我们将这个世界称之为“我们的家园”之前,这一切都尚待征服。
现在,幕再次升起来了。
第二幕:地图与航海技术