魔童转战深海!30分钟威力=21倍亚洲沙尘暴?

《哪吒2》票房横扫全球,电影对“哪吒闹海”进行了重新解读和呈现。据明代小说《封神演义》记载:哪吒“将七尺混天绫放于海中,摆一摆江河晃动,摇一摇乾坤震撼。不觉那水晶宫已晃的乱响……”哪吒在海边洗澡的“无害”动作,殊不知在深海演变成了摧枯拉朽的风暴。

图源:《哪吒闹海》(1979)剧照

现代海洋物理学发现,高速深海流能够引起海底沉积物“巨浪”。所以有没有可能,海底龙宫遭受的是一场史无前例的“海底风暴”呢?

01、深海也会刮台风?

洋流又称海流,是指具有相对稳定流速和流向的大规模海水运动。以往,人们对洋流的认识大多集中在表层海水,比如我们熟知的寒流、暖流等。而深海应该是沉寂的——沉寂得可以把龙宫安在那儿。

从20世纪60年代开始,科学家们对深海的直接测量却证实了深海流的存在。大多数时候,深海流的流速比较平稳,但是一旦流速突然增大,就会将海底的沉积物弥散形成雾状层,雾状层中的悬浮颗粒浓度呈倍数增加。

北大西洋“高能底部边界层试验”(HEBBLE)计划在5000 m水深的海底观测到,海底风暴期间悬浮颗粒浓度高达12000微克/升,这种现象类似于发生在大气中的风暴,因而被比喻为“海底风暴”。

02、是谁在搅动海底?

答案肯定不是哪吒。

科学家们认为,“海底风暴”的形成与涡流动能从海洋表层传递到深海海底有关。这涉及到多个复杂因素。极地地区海水结冰时,盐分依旧保留在海水中,因此表层海水又冷又咸,密度比深层海水大,会向下流动。同时,由于风力作用,海水存在水平运动,会形成旋涡,海水大面积的连续涡状运动就会带动底层海水流速加快。

另一个影响因素是大气风暴。当大气风暴持续光临某一海域,海浪越凶猛,传递到海底的能量就越多。在底流、洋流和旋涡等的综合作用下,深海流速度突然加强,会导致海底沉积物被搅动,形成“海底风暴”。

飓风影响深海流图源:https://www.whoi.edu/

03、海底风暴的威力比起哪吒闹海,如何呢?

提起哪吒闹海,龙宫倾覆、敖丙惨死的场景令人印象深刻。但你可能不知道,大自然的力量同样惊人——深海风暴的破坏力足以与哪吒一较高下。

“海底风暴”爆发时,其流速平均可达50厘米/秒。虽然这速度和25米/秒的台风相比,几乎可以忽略不计,但它产生的能量却非常可怕。

我们先来了解两个公式:E=½mv²,m=ρV(E表示能量,m 表示质量,v表示速度,ρ 表示密度,V 表示体积)。由此可见,动能与密度、速度的平方成正比,由于海水密度是空气的1000倍,即使流速仅为台风的1/50,其动能仍可能达到台风量级,巨大的能量足以摧毁海底的生态系统和人类设施。

此外,虽然海底风暴持续时间不长(一般不超过半小时),但据最新一项针对南海深部的观测研究显示,南海内孤立波引起的海底风暴现象造就的悬浮通量与全球沙尘暴排放量处于同一个数量级,是亚洲沙尘暴入海量的21.9倍,是南海北部河流沉积物入海通量的21倍左右。

风暴过后,海底的生物、岩石、海底科学仪器和深海通信电缆,统统会被掩埋到厚厚的沉积物之下。

海底风暴期间海底被悬浮物遮盖

图源:sciencedirect.com

你以为深海只有暗流涌动的“海底风暴”?那不过是冰山一角!在阳光永远照不透的深渊里,还藏着——记载远古地球信息的“金箍棒”、沉睡百年的沉船秘宝、在400℃高温生活的奇特生物。

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参考文献

[1] 翦知湣, 黄维, 李家彪. 来自海底的地学革命[M]. 北京: 海洋出版社, 2023.

[2] Wilford D. Gardner, et al."Benthic storms, nepheloid layers, and linkage with upper ocean dynamics in the western North Atlantic."Marine Geology 385.(2017):304-327.

[3] 刘志飞,张艳伟,赵玉龙.深海风暴的原位观测[J].科技导报,2020,38(18):26-29.

[4]贾永刚,冯学志,朱超祁,王林森,刘晓磊,胡聪 & 王宏威.南海北部神狐陆架坡折区内孤立波引起海底风暴.中国科学:地球科学1-15.

作者:张萍,上海科技馆科学传播中心馆员

编辑:小叮当

鸣谢:同济大学海洋与地球科学学院副教授 黄维为本文提供科学指导。

封面来源:上海美术电影制片厂电影《哪吒闹海》(1979)剧照

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