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旅遊中國:海火,是光不是火

(芝加哥時報訊)每年8-10月,若到星月朦朧的海邊,不僅能聽到清脆的海浪聲,還可能看到美麗的“海火”。“天上星辰”墜落於海面,閃閃發光,隨風逐浪,拍打著岸邊的礁石,此時可以伸手摘“星”,或水中撈起“繁星”拋向高空。如果有船經過,還能看到船槳拍打海水,濺起高高的浪花,如煙如霧如流星雨墜落在大海中。這種現象並不罕見,稱為“海發光”,也叫“海火”。

海火,是光不是火

“海火”並不是火,是海洋生物發光的現象,而是光且屬冷光,不散髮熱量,一年四季均有可能發生,但常見於夏秋之際,在熱帶和溫帶海洋中,特別是河口咸淡水混合之處,在冷暖水交界的海區,由於有機物質較豐富,海洋發光生物大量生產繁殖,就會出現壯觀的“海上星辰”美景。

為什麼“海火”通常出現在夏秋之際呢?因為“海火”與發光生物身處的地理位置、氣候有關,夏秋兩季氣溫、水溫都較高,發光生物在海裡繁殖最快,發光時間更長,亮度更高,而在冬春兩季,尤其黃海北部和渤海氣溫較低,繁殖受到抑制。

生物發光在動植物界中是相當普遍的,陸地上的生植物中,發光僅限於個別門類,如細菌、昆蟲、酵母菌等;在淡水生物中,發光的只限於少數細菌;發光的生物大多數生活在海洋中。由於陸地和淡水湖泊,發光生植物數量並不多,除了我們熟知的螢火蟲有成群習性,很多因為比較分散,不容易被我們肉眼所察覺。但是到了海邊,由於大量的細菌、甲藻、夜光蟲、放射蟲、磷蝦、蠕蟲、海綿、水母、珊瑚蟲、烏賊、甲殼類、多毛類和某些魚類等都有發光的本領,這樣大規模的集體發光,加上夜間其他光較弱,因此使海面更加絢麗耀眼。

紅海有種會閃光的魚,叫光臉鯛,是目前已知發光生物中最亮的,它就是依賴於共生的發光細菌作為它的光源,一個發光器官中大約有100億個發光細菌,所發出光能使離它2米遠的人,在黑夜看出手錶上的時間,平常閃光是每分鐘2次~3次,若受到驚擾時,每分鐘可以達到75次,可見,光臉鯛發光會受環境所影響。而目前已知海洋發光細菌,不需要任何刺激,會發出連續的瀰漫光。因此“海火”發光類型,隨海洋發光生物的發光特徵,會受自然環境的影響,當海洋發光生物受到刺激,發光頻率也會隨之發生改變。

我國“海火”三種類型

我國海域跨溫帶、亞熱帶、熱帶三個溫度帶,連接渤海、黃海、東海、南海,入海河流眾多,海洋資源豐富。北方海域,因冬春季節水溫較低,一些海洋發光生物生存和繁殖受到抑制,導致海洋發光生物種類較少,以微生物和低等生物居多,如夜光蟲和甲藻。而南方海域,水溫較高,除了適合微生物和低等生物,還有較多的發光細菌,如發光桿菌屬等,以及無脊椎動物和脊椎動物,如水母、火體蟲等生存和大量繁殖。海洋發光生物的分布不同,造成發光類型不同,有南北差異。

三種發光類型分別是:火花型、瀰漫型、閃光型。火花型由小型、微型的發光浮游生物如甲藻、夜光蟲等,受到刺激後引起的發光。我國“海火”多數以火花型為主,福建省的台山島和三沙鎮以北,基本是火花型,而台山島、三沙鎮以南,會出現瀰漫型和閃光型。

在福建省台山島、榮武、廈門等地和廣東省雲溪、閘坡、清瀾、潿洲島及南海諸島北部島嶼地區出現過瀰漫型,由發光細菌發出的,使海面呈一片瀰漫的光輝。而在福建省、廣西省、廣東省、海南省的沿岸一帶,三沙鎮、東山島、遮浪村、北茭村、閘坡、清瀾港、新村、八所、流沙村、潿洲島,北海等地出現過閃光型,由大型動物,如水母、火體蟲等受到刺激後發出的,通常呈陣性發光。

“海火”能預測地震海嘯?

我們知道,地震是地殼釋放能量產生振動的自然現象,如果地震如果發生在海洋,則有可能引發海嘯。地震不是一下就爆發出來的,往往是有前兆,有醖釀期,這段時間人的感官不容易覺察到,需要依靠儀器的測量,但地震會改變自然生態環境,依賴自然生態環境生存的許多生物,則會覺察到環境變化了,這就有了雞犬不寧、鳥兒亂飛亂撞的情況。而在海洋,“海火”又是海洋發光生物所產生的,當它們感知海洋環境變化了,它們又會有什麼的反應呢?又會出現什麼現象?我們先看看不同地方所看到的景:

1946年日本地震前,海面上出現似晚霞的景象,以及火柱和象虹的灰色光帶,甚至有人看到從海面竪飛出火球。

1975年江蘇省朗家沙地震前三、四個小時,天色已入黑,海面卻出現強烈的海發光現象,即使海水混濁,水下0.6米左右的東西都清晰可見。

1976年河北省唐山大地震前,秦皇島、北戴河一帶出現了強烈的海發光現象,亮度達到S3級。

1983年加利福尼亞州地震前,有位目擊者發現海上出現奇異的發光,最初他以為是船失火,可見當時發光亮度非常強。

“海火”異常大多數出現在震中區附近,時間通常在地震發生的前後。這是為什麼呢?因為地震前,會醖釀一段時間,而這個時候改變了海中的自然環境,地震時,海水產生劇烈的振動,隨之而來是海水溫度增高、氣壓降低,電磁輻射、化學成份發生改變,使一些浮游生物生活條件得到滿足,繁殖速度加快、群集密度越來越大,進而產生了強烈的海發光現象。例如在朗家沙地震前後,海洋站的監測顯示,離震中區最近的呂泗海洋站,海水表層溫度持續高達29℃以上,相比遠一些的引水船海洋站和連雲港海洋站,水溫、水位更高,發光強度更強。

我們還發現,“海火”的亮度強弱與地震發生是有關的。對海發光的強弱程度按S0~S4劃分為5個等級,S0級光度最弱,S4級亮度最強。朗家沙附近海域,在震前7天至震後3天,“海火”亮度比往年同期大約要高出2級。唐山附近海域,平日“海火”只有S1級,地震前連續13天沒有觀測到,而就在地震前一天晚上,“海火”突然出現,並達到S3級海發光。

目前對海發光的觀測,一般採用目測,若觀測員從亮處到暗處觀測,先適應環境後再進行觀測;若因海面平靜觀測不到海發光時,可人工擾動海面進行觀測。觀測員會用符號記錄,按海發光強弱程度判定發光強度等級。

發光特別明亮

“海火”是海洋環境的“警示燈”

從上文可知,我們可通過“海火”的強度判斷,對即將發生的地震海嘯有所警覺,但這也可能是海洋環境遭到人為破壞而導致的。

人類排放的生活污水和工業廢水流入近海,引起近海水體過於肥沃,同時人類開發養殖業使近海環流較弱,水體交換不良,這些因素加速了藻類的繁殖,密度增強,如果水中動物如魚類、蝦類等,它們消耗浮游生物的速度,趕不上藻類的繁殖速度,水中藻類就會越積越多。據研究表明,水中植物需要碳、氮、磷等元素,而水中氮、磷的含量本來就不多,藻類等浮游生物為了繁殖,會吸收掉這些元素,從而使水中植物生長受到抑制,那麼過多的藻類等浮游生物,會造成生物污染,破壞海洋生態環境。

1993年,在連島至西大堤以北的海域,大面積深褐色海水泛著泡沫,海面上漂浮著死魚,有比目魚、鱸魚、海鰻等,這些死魚腐爛又形成了海水污染。1998年香港和廣東珠江沿海,海水泛紅色、褐色、綠色,腥臭難聞,海中魚、蝦大量死亡,導致養殖的珍貴魚類死亡超300噸,損失4000萬元,香港漁民損失近1億元。

“海火”不一定是藍色、綠色,我們知道,藻類有綠藻、褐藻和紅藻等不同的顏色,“海火”如果是由大量藻類發出的,那麼會呈現綠色、褐色、紅色,人們一般稱之為“赤潮”。它就如海洋的“警示燈”,提醒人類不要肆意污染海洋,海洋是很脆弱的,自淨能力是有限的,若遭到破壞,那麼該海域的海洋生態環境將長時間難以修復。我們一定要保護好大海,希望看到大海健康且生生不息的樣子:碧波蕩漾,水清魚躍,海鳥翱翔,灘淨岸綠。

“海火”給我們的啓發

有人出海時,看到船尾跟隨著“鬼火”,以為要發生不詳之事,結果什麼事都沒有發生,平安回到岸上。這並不是有海上幽靈出沒,而是由於機械、化學、電輻射等也會刺激到海水發光生物持續發光。在軍事上,夜間會利用這種特性,來搜索敵方船艦,因船艦駛過海面,會刺激到發光生物,激發它們發光發亮。二戰期間,盟軍的飛機夜間看到海發光,隨即發現了偷偷航行的德國軍艦。夜間航海時,有時也會借助“海火”來判明暗礁、淺灘的位置。

有漁民借助魚的發光器作誘餌來捕魚。有人還製作出低光度探測器,借助“海火”的軌跡,夜間從1500米高空探知海面100 米水深以內的魚群,收穫漁利。

科學家通過海洋發光生物的特性,製作出冷光燈、細菌燈,在火藥庫或充滿瓦斯的礦井是不適合使用帶熱的燈,則可帶著冷光燈照明;在實驗室,用細菌燈成為探測各種菌類的檢查工具。

“海火”來自神秘的海洋,不僅讓海洋增添幾分絢麗,還會對地震、破壞環境發出預警,給人類帶來了“冷光”,目前已應用在我們的國防、航運、漁業、工業、醫學等方面。

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