Helen Czerski是一位英国海洋学家和广播员,她的职业生涯一直在研究海洋。在她的新书《蓝色机器:海洋是如何运作的》(W.W.Norton&;Company,2023)中,她探讨了围绕我们星球的大量水是如何创造我们今天生活的世界的;为什么有些地方有丰富的生命,而另一些地方没有,文明是如何围绕洋流形成的,以及为什么它充当地球的电池,为其天气系统供电
在这次采访中,她向我们讲述了是什么驱动了这种海洋发动机,将其比作一种奇特的鸡尾酒,并解释了下一个伟大的海洋前沿是什么。
Alexander McNamara:在你的书中,你将海洋描述为一种发动机,但你的意思是什么
Helen Czerski:发动机的定义是将任何热能转化为运动的东西,这就是海洋的作用
顶部有一个温暖的层,厚度可达100米[330英尺],下面的水要冷得多,而且里面有很多层。
但尽管海洋的顶部和底部有点分离,但在它们连接的两极附近有这些塞孔,这种连接驱动了水下降的循环,沿着海底滑了几百年,然后又回到其他地方
这就是发动机最大规模的工作,将热量从赤道转移到两极。这个物理引擎,具有所有这些特征和所有这些解剖结构,是事情发生的原因,然后动物和人类会受到结果的影响。地球文明的整体形态在某种程度上是由海洋引擎的作用所决定的
AM:对大多数人来说,不经意的观察者会看到大海很平坦,如果是刮风的日子,可能会有点波涛汹涌,但从声音来看,下面还有很多事情要做
HC:所以有两件事可以驱动发动机—地球自转的事实和水的密度
我们倾向于认为,因为我们可以用勺子搅拌,所以水很容易混合,但总的来说不是,你必须投入能量,而勺子只是转移能量的一种方式。海洋也是一样的
想象一种分层的鸡尾酒,如果你小心的话,你可以把一种[液体]放在另一种上。只有当你把它们按正确的顺序放在上面时,这才有效,因为上面的比下面的密度低,下面的密度也比下面的低
[在海洋中],如果你有密度较低的温暖的水,它就会位于顶部。然后,如果下面有冷水,它会留在底部,它们不会混合。它们就像鸡尾酒中的层次一样—没有精力把它们混在一起,所以它们就呆在那里
所以,海洋上有一个温暖的盖子—它被称为混合层,因为水在内部混合;但它不会与它下面的东西混合,重要的原因是东西从混合层中掉出来。这通常是生命的一小部分,而生命的一部分携带着营养。这些就像是制造生命所需要的原子,对吧?你需要一些硝酸盐,需要一些磷,需要一些铁;你需要这些东西,它们往往会从混合层中掉出来
问题是,如果他们闹翻了,他们就回不来了。所以,从理论上讲,地球上不应该有任何生命,因为阳光在顶部,而你有一个温暖的盖子,营养物质就会从里面掉出来。过了一段时间,你就会筋疲力尽;你有一个分离的海洋,底部没有阳光,顶部没有营养物质,一切都停滞了
这就是为什么大海盆的中部,例如太平洋中部,没有太多生命,这是因为这种分离非常强烈。没有什么能活着
海洋中有生命的唯一原因是你可以打破这种悖论。这种情况发生在边缘附近,在那里有一段时间的上升流,在两极附近,顶层和底层可以连接起来。这就是为什么分层很重要,而密度是决定分层的因素
当然,海洋向侧面移动的次数远多于向上和向下移动的次数,这通常是因为风在表面推动,也因为我们在一个旋转的星球上。然后你进入了漩涡和圆圈的世界,在那里你可以创造出有趣的形状,当然,受大陆和大陆之间的间隙的限制
当谈到热量时,很明显,在赤道,太阳就在头顶上,因此有大量能量的直接输入,这些环流将温水拉向两极,将冷水推回深处。你有一个热量到两极的净传输,这就是热量在周围分布的方式
实际上,海洋是地球的电池。那是太阳能量储存的地方,然后它被用来驱动天气。它可以通过升温来反馈到天气中,这就是飓风的燃料,它可以影响冰的位置。所以,热量实际上是一种能量储存,海洋决定了热量的位置和移动方向。
AM:你说这些洋流需要数百年才能缓慢移动,但这是怎么回事?因为我想,如果你把水放在一起,它会晃动和混合,这取决于我搅拌的速度;海洋是以一种不同的、慢得多的方式工作的吗
海洋中有生命的唯一原因是因为你可以打破这个悖论
2024-01-20
2024-01-20
2024-01-20
2024-01-20
2024-01-20