在古希臘的神話中,有許多關(guān)于航海家奧德賽奇妙旅行的故事,其中一個(gè)講述了他如何抵制地中海島嶼上妖女們的致命誘惑,死里逃生。傳說無論是誰,只要一聽到妖女們魅人的歌聲,都會(huì)失去理智,望著她們向海浪中撲去,并因此喪命。
以前,海洋深處被視為一片永遠(yuǎn)寂靜的國土。神話中虛構(gòu)的妖女的歌聲,是古時(shí)人們對(duì)那些不時(shí)由深海中傳來的奇異聲音的唯一解釋。兩千年過去了,科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn):其實(shí),海一點(diǎn)也不啞。它能用千萬種聲音講話:宏亮的、甜蜜的,甚至還有人耳根本聽不到的聲音。
極光次聲——極地風(fēng)暴與海洋波浪的碰撞
科學(xué)家的最新研究發(fā)現(xiàn):由極地迅猛而來的風(fēng)暴,在經(jīng)過寒帶海洋時(shí),會(huì)與波浪形成天然的極光次聲發(fā)生器,這些極光次聲波周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)大氣產(chǎn)生極低的頻率,如同啟動(dòng)了一個(gè)巨大無比的次聲擴(kuò)音器??茖W(xué)家認(rèn)為,根據(jù)這些極光次聲傳播的頻率與能量,可以提前預(yù)知某種海難的發(fā)生。
美國科學(xué)家建議修建一座極光次聲波監(jiān)測(cè)站,并計(jì)劃將其建在位于大西洋中的佛得角群島上。從那里,人們可以監(jiān)測(cè)發(fā)生在西非海岸洋面上的極光次聲,它們往往攜裹著巨大的次聲能量掃過美國東海岸,預(yù)示著一次正在孕育的海洋颶風(fēng)、海嘯或是海底地震等。
浪花的聲音
浪花里的聲音是怎么產(chǎn)生的?美國斯克里普斯海洋研究所的科學(xué)家研究了這個(gè)現(xiàn)象。他們?yōu)橛^察記錄浪花飛濺那一瞬間的實(shí)況,特意設(shè)計(jì)了一個(gè)高速泡沫攝像機(jī)。功夫不負(fù)有心人??茖W(xué)家們捕捉到了在波浪形成初期,浪尖卷裹著部分空氣形成管狀空洞的現(xiàn)象。
當(dāng)飛濺的浪花下落時(shí),管狀空洞被分割成若干部分,從而形成大氣泡。此時(shí),與海水再次接觸的浪花又將海水表面空氣帶入水中,由此產(chǎn)生大量小氣泡。由于小氣泡爆裂時(shí)所發(fā)出的聲音尖銳,所以大小氣泡的分布情況就決定了浪花演奏出的曲調(diào)是高亢還是低沉。
科學(xué)家同時(shí)發(fā)現(xiàn),浪花在飛濺過程中產(chǎn)生的氣泡還向天空釋放音量物質(zhì)分子,參與了海洋和大氣之間的氣體交換,從而影響到整個(gè)海洋上空的氣候。這一發(fā)現(xiàn)有利于氣象學(xué)家制作更切合實(shí)際的音量氣象模型。
奇異莫測(cè)的“低外聲波”
在海洋“發(fā)出”的各種聲音中,還有一種聲響是人耳聽不到的“低外聲”??茖W(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在海岸上或者輪船上,當(dāng)一個(gè)人把頭靠近氣球時(shí),便會(huì)感覺耳朵里面隱隱作痛。而假如我們?cè)陉懙厣想x海很遠(yuǎn)的地方進(jìn)行此項(xiàng)實(shí)驗(yàn),耳朵里就不會(huì)有這種很不舒服的疼痛感了。
科學(xué)家們研究了這種奇異的現(xiàn)象,并且確定:這是因?yàn)闅馇蚶锞奂艘恍┨厥獾穆暡?,這些聲波雖然達(dá)不到我們的聽覺范圍,可是直接作用在耳鼓膜上會(huì)使人感到疼痛。
眾所周知,聲音就是空氣的振動(dòng),空氣有時(shí)候振動(dòng)快,有時(shí)候振動(dòng)慢。如果振動(dòng)的次數(shù)少于每秒15次,空氣中就產(chǎn)生了聽不見的聲音——低外聲。例如,當(dāng)大風(fēng)在海浪此起彼伏的浪頭滑過時(shí),便形成了這樣的聲音。低外聲在海面上飛向四面八方,越過上千千米,甚至?xí)秩腴T窗掩閉著的房間內(nèi)。但是,這種聲音是在10次/秒左右的振動(dòng)下發(fā)生的,因此,屋內(nèi)的我們對(duì)已經(jīng)溜進(jìn)來的低外聲“充耳不聞”。
海洋的低外聲比最強(qiáng)的颶風(fēng)飛得更快,它到達(dá)岸上遠(yuǎn)比產(chǎn)生這種聲音的風(fēng)暴更早。但它們卻逃不過很多海洋生物的“耳朵”。例如,在海灘上蹦跳的小蝦、淺海中的海蚤,總是在狂風(fēng)駭浪到達(dá)之前便跑到離海較遠(yuǎn)的地方去;魚和水母在聽到“低外聲”的警報(bào)以后,就深深地潛入海底,而這時(shí)連氣壓表也還沒有預(yù)測(cè)出暴風(fēng)雨的到來。
輪船的“耳朵”——水中導(dǎo)航員
假如一個(gè)潛水員沒有沉重的銅盔,只帶著供呼吸用的一套氧氣裝備潛入水底,那么,這個(gè)海底世界便再也不會(huì)像人們想象的那樣是個(gè)被法術(shù)禁錮著的永恒寂靜的國土。驚濤拍岸的喧囂聲在水底世界非但不平息,反而要響好幾倍。潛水員將會(huì)聽到石塊互相摩擦的聲音、沙礫在海底漾動(dòng)的聲音、波濤洶涌起伏的聲音……這些都要?dú)w功于海水對(duì)聲音的快速傳播??茖W(xué)家們做過很多實(shí)驗(yàn)之后深信:500千克的一口大鐘,在水底響著的時(shí)候,可以傳到35千米遠(yuǎn)處,比在空氣中的傳播速度差不多要快4倍!
在港口和河口上,裝置在燈船下的水底警鐘在耳朵里不停地震響。輪船螺旋槳發(fā)出的宏亮的沙沙聲在聽音器中回響——這可能是有潛水艇在深水下航行:還有沉悶的嘆息——這是沉沒的船只躺在海底搖晃。
一個(gè)人很容易辨別聲音傳來的方向,因?yàn)樗袃芍欢?。從右方傳來的聲音到達(dá)右耳可能只不過比左耳早千分之幾秒。人類依靠構(gòu)造精巧的聽覺器官,已經(jīng)足夠辨別清楚聲音傳來的方向了。輪船也有兩只耳朵一兩個(gè)水中聽音器,還有一套非常復(fù)雜的、用以測(cè)定聲音方向的特殊設(shè)備。因此,輪船的駕駛員很容易確定:危險(xiǎn)的礁石在什么地方,水底“警鐘”的聲音從何處傳來,霧中的輪船要怎樣才能開向看不見的航線。
獨(dú)特的“鯨魚電臺(tái)”
在加拿大溫哥華地區(qū),新近出現(xiàn)了一家名叫ORCA的立體聲電臺(tái),每天24小時(shí)現(xiàn)場(chǎng)廣播西海岸羅伯森灣水域里鯨魚的聲音。據(jù)鯨魚立體聲電臺(tái)的工作人員介紹,如果鯨魚來到這個(gè)水域,它們發(fā)出的聲音將被陸續(xù)廣播出去。這些聲音五花八門,有它們?cè)诤K锘ハ嗦?lián)絡(luò)的聲音,有拍打肚皮的聲音,有在海面上噴水的聲音和各種其他聲音??梢哉f,鯨魚立體聲電臺(tái)為聽眾廣播的是水下世界鯨魚族的搖滾樂。
為了收聽到這些聲音,電臺(tái)使用太陽能,工作人員將麥克風(fēng)安置在50米深的海底里,然后將獲得的聲音傳送到岸上的發(fā)射臺(tái)。
對(duì)于科研人員來說,“鯨魚電臺(tái)”廣播的聲音都是有價(jià)值的科學(xué)信息。海洋動(dòng)物學(xué)家認(rèn)為,每一個(gè)不同的鯨類都有它們自己獨(dú)特的交流方式。而且,鯨魚還會(huì)用各種不同的聲音來識(shí)別同一家族的成員,并選擇適當(dāng)?shù)呐渑?。目前,鯨魚研究專家正利用鯨魚電臺(tái)發(fā)出的信號(hào),跟蹤、研究鯨魚的生活習(xí)性。
[責(zé)任編輯]王亞娜