羅千淘
寂靜水域
在希伯來語中,死海又被稱為“鹽?!?,它位于西亞的巴勒斯坦、以色列和約旦之間,是一個內陸鹽湖。死海的湖面海拔在海平面以下,為423米,是地球上海拔最低的湖泊,湖畔的陸地則是地球上海拔最低的地表,死海也因此被人們稱作“世界的肚臍”。從地質上來看,死海位于東非大裂谷北部延伸區(qū)域,地殼在這里下陷形成了約旦裂谷,約旦河從北往南注入死海。關于死海低海拔的成因,學界有兩種假說:較老的一種假說認為,死海位于裂谷帶,是紅海裂谷或東非大裂谷的延伸部分;近年出現(xiàn)的一種新的假說則認為,死海盆地是死海斷層在這里形成的地殼下沉塌陷。
大約300萬年前,現(xiàn)在的約旦河谷、死海和阿拉伯旱河谷一帶被地中海泛濫的洪水反復淹沒,海水侵蝕出了一條狹長而彎曲的連接內陸和海洋的凹地,就是現(xiàn)在的耶斯列山谷。隨著氣候變化,洪水在山谷里來來去去,不僅占據(jù)了死海裂谷,還在谷底沉淀了3000米厚的鹽層。大約200萬年前,位于裂谷和地中海之間的陸地上升,隔斷了地中海與內陸的聯(lián)系,海水不再進入內陸,內陸存留的海水便形成了一個湖泊,這就是阿莫拉湖,是一個鹽度不高的大湖,范圍從今天死海以北100千米延伸至以南80千米。隨著氣候變得越來越干旱,阿莫拉湖湖水不斷蒸發(fā),鹽度不斷升高,最后萎縮成了我們今天看到的死海。
如今,死海的東面是約旦高地,西面是猶太山地,這里地處沙漠,長年陽光充足,氣候異常干熱,夏季平均氣溫為32~39℃,冬季平均氣溫也能達到21~23℃。這里降雨非常稀少,北部年平均降水量為100毫米,南部僅為50毫米。所以,盡管死海沒有出口,每年卻能蒸發(fā)掉1400毫米湖水,死海最主要的水源——約旦河注入的水量幾乎都被蒸發(fā)掉了,剩下的湖水鹽度越來越高。
在1978年以前,由于水體溫度、密度和鹽度的不同,死海大體可以分為上下兩個水層:從湖面到約35米深處是上水層,水體溫度隨著季節(jié)更替在19~37℃之間變化,鹽度低于300‰,富含硫酸鹽與碳酸氫鹽;35米之下為下水層,常年保持著22℃的水溫,鹽度332‰,富含硫化物、鎂、鉀、氯、溴等礦物質。在靠近湖底的地方,由于氯化鈉已經(jīng)完全飽和,不能溶解的鹽分析出,沉淀到湖底。
然而,從20世紀60年代初期開始,由于約旦河沿岸發(fā)展大規(guī)模的農(nóng)業(yè)灌溉,導致注入死海的水量不斷下降。到1975年,死海上層水體的鹽度超過下層。到1978年,死海上下兩層水體開始發(fā)生混合,這是千百年來死海水體第一次變得鹽度上下均勻,約為337‰,為一般海水的8.6倍,成為世界上鹽度第二大的水域。在這片又濃又咸的水域,含氧量極低,任何水生植物和魚蝦都不能存活,鳥類等動物也不來這里喝水,甚至在湖畔也極少有植被生長。如果沒有人類的活動,死海將是死一般的寂靜。
療養(yǎng)勝地
死海對大多數(shù)生命都顯露出了無比的殘酷,但對人類卻眷顧有加。據(jù)死海西岸巖洞中出土的《死海文書》記載,兩千年前,羅馬帝國的遠征軍來到死海附近,一舉擊潰當?shù)氐耐林耍⒆カ@了一群俘虜。羅馬軍隊統(tǒng)帥下令把俘虜投進死海淹死。然而,奇怪的事情發(fā)生了:俘虜們一個個漂浮在水面上,竟然都沒有沉下去。統(tǒng)帥認為有神靈在保佑這些俘虜,于是釋放了他們。今天我們都知道,這就是“死海現(xiàn)象”:死海的鹽度高,比重超過人體比重,人在死海中會被湖水的浮力托住,不會下沉。
如今,每年有幾十萬游客到死海度假療養(yǎng)。死海湖水中含有的各種礦物NxCA,的皮膚和關節(jié)都有好處。湖水富含獨特的氧化鹽(含鎂、鈉、鉀、鈣和溴等),湖底的黑色泥漿不僅能清潔皮膚,還能消炎殺菌,治療牛皮癬、白癜風等皮膚頑疾。經(jīng)常在死海中浸泡,可以治療關節(jié)炎,舒緩壓力,恢復精力和健康。據(jù)聯(lián)合國教科文組織研究顯示,人在死海中浸泡1小時,相當于睡眠8小時得到的休息。死海的環(huán)境對人的呼吸道疾病也有好處。低海拔形成的高氣壓使得死??諝庵械暮趿亢芨?,干燥富氧的空氣讓人感到呼吸順暢,空氣中的溴以其其有鎮(zhèn)靜療效而聞名,它在死海周圍空氣中的密度比在地球其他任何地方高出約20倍。在死海中游泳,即使暴露在陽光下,也不容易受到紫外線的傷害,因為湖面蒸騰的水汽以及水汽中攜帶的礦物質形成天然濾網(wǎng),可以阻隔紫外線,避免皮膚受到侵害。每當度假季節(jié)來臨,死海沿岸的療養(yǎng)院里就會聚集起來自世界各地的人們,人們或者躺在水面上讀書看報,或者全身涂滿泥漿在岸邊曬太陽,形成一幅奇趣的畫面。
不過,死海高鹽度的湖水對人的眼睛和腸胃傷害很大,哪怕只濺一滴湖水到眼里,也會讓人有燒灼的感覺,而喝進一口湖水則會引起強烈的腸胃不適。在死海里泡澡,—個平時不會注意的皮膚小傷口都會被湖水刺激得疼痛難忍。盡管這樣,只要懂得適當?shù)谋Wo,在死海中漂浮還是一件又愜意又利于健康的事情。
死海不死
近年來,科學家在死海湖面上發(fā)現(xiàn)了一個個哿陘的同心圓漣漪。這意昧者什么?要想了解富含鹽分的死海深處是否發(fā)生了神奇的事情,必須潛入水下,而這是—件相當危險的事情,因為在高鹽度的水體里潛水,潛水者需要佩戴面罩以保護眼睛和嘴,否則不小心嗆入死海的鹽水,就會使喉嚨膨脹,導致窒息。濃鹽水還會灼燒眼睛,嚴重者可致失明。正因此,在死海游泳的人極少把整個身體浸入水中。
2011年,一組來自德國和以色列的具有豐富潛水經(jīng)驗的潛水員和科學家,借助高科技設備,潛入死海湖底一探究竟。他們發(fā)現(xiàn),在死海湖底分布著許多神奇的泉眼,淡水不斷地從那里涌出。這些泉眼綿延數(shù)百米,直徑約15米,深約20米,內壁陡峭而平整,可以看到沉積下來的一層層的礦物和沙石。泉水噴涌,攪動湖底的鹽水不斷翻卷,形成幻影般的水流效果??茖W家專門設計了一個電腦模型,用來模擬泉水的涌流,以便更準確地判斷每年究竟有多少淡水通過泉眼流人死海。
更神奇的是,這些有趣的地質結構正是新生命誕生的地方。事實上,生物學家早在20世紀30年代就發(fā)現(xiàn)死海中存在微生物,開始認識到將死海稱為“死?!笔遣磺‘?shù)?。在死海的鹽水中,快樂地生活著大量微生物,每毫升湖水中含有1000~10000個,雖然大大低于其他海水的生命含量,但對于死海這樣高鹽度的水體來說,數(shù)量十分可觀。這次科考更進一步證實了“死海不死”的傳奇。潛水員發(fā)現(xiàn),雖然在新發(fā)現(xiàn)的這些泉眼附近沒有魚類的蹤跡,但在廣袤的湖底,像地毯—樣鋪滿了各種微生物,其中有新發(fā)現(xiàn)的種類,有些微生物科學家之前并不知道它們能在如此高鹽度的水體中生存。泉眼上部被綠色的生物膜所覆蓋——棲息在泉眼上部的微生物吃掉硫化物,形成白色的生物膜。在死海底部,微生物不僅能依靠陽光和硫化物發(fā)生的化學反應的產(chǎn)物為生,并且,根據(jù)科學家的推斷,它們還能應對泉眼附近
不斷變換的淡水與鹽水的交替沖擊。
有科學家曾指出,喜鹽生物放入淡水中將無法生存,反之亦然。那么,生活在死海底部的生物是如何在不斷變化鹽度的水體中繁衍生存的呢?這讓人聯(lián)想到生活在海底火山口附近的生物也承受著相似的考驗,因為靠近火山口的海水水溫比周圍冰冷的海水高數(shù)百上千攝氏度,生活在那里的生物必須擁有適應急劇變化的水溫的本領。這印證了生物學界的一句名言:生命總會找到一種方式存在。
多舛命運
2011年,科學家在死海的湖心進行鉆探,獲取了湖底1000米深處的巖心??茖W家過去一直認為死海中含有大量鹽分,可以阻止湖水完全蒸發(fā),死海不會徹底干涸。然而,對新鉆取的巖心的研究卻證明,大約在12萬年前,死海一度徹底干涸過。
巖心是由黑白相間的一層層沉積物組成的,黑色層代表冬季洪水泛濫帶來的泥沙,白色層代表因夏季湖水蒸發(fā)退縮而沉淀的富含碳酸鈣物質。因此,巖心就是氣候變化的真實記錄。對巖心的研究發(fā)現(xiàn),在死海湖底鹽層之中有一層鵝卵石沉積,很可能是湖水干涸后形成的。12萬年前,地球正處于間冰期(間冰期指處于兩個冰河期之間的時期,氣候比較溫暖干燥,而冰河期則比較濕潤寒冷)。在冰河期,由于注入水源增加,蒸發(fā)量減少,死海的湖面增大;而在溫暖干燥的間冰期,湖面縮小。前文提到的古阿拉莫湖,就是在26000年以前的冰河期形成的,湖面面積達到最大值,海拔比現(xiàn)在高260米,顯示當時中東地區(qū)的氣候非常濕潤。而在大約12萬年前,處于埃姆問冰期的死海卻干涸得只剩下鹽層和鵝卵石灘。
盡管接下來的地質沉積層顯示水再次流入死海,并形成了波瀾壯闊的古湖泊,但科學家依然十分擔憂死海未來的命運。在12萬年前的溫暖問冰期,人類活動還不可能對死海造成明顯影響。然而,在如今,地球和12萬年前一樣處于間冰期,而人類活動已經(jīng)對死海造成了重大影響。從1947年到2000年,死海的長度從80千米縮減為55千米,最寬處從18千米縮減為14千米,湖面面積從1030平方千米縮減為680平方千米。導致這一現(xiàn)象的原因是,約旦河作為死海最主要的水源,大量的河水被現(xiàn)代沿河的城市攔截,包括生活用水、工業(yè)用水和大規(guī)模的農(nóng)業(yè)灌溉,這使得主要依靠約旦河淡水注入來平衡蒸發(fā)掉的水量的死海變得入不敷出,漸漸萎縮,在南湖與北湖分離后,南湖幾乎已經(jīng)消失了。根據(jù)現(xiàn)有情況,大多數(shù)科學家都認為死海正在緩慢“死亡”,并估計它將于2050年再度干涸。
不過,根據(jù)一種新的假說,死?;蛟S會在未來變成世界大洋。該假說認為,死海位于著名的敘利亞一非洲大斷裂帶的最低處,這個大斷裂帶還處于幼年時期,總有一天,死海底部會產(chǎn)生裂縫并不斷擴大,從地殼深處源源冒出的海水將使死海生長為一個新的海洋。
即使這種假說成立,即使死海在未來會變成世界大洋,但人們還是得面對現(xiàn)有的問題。約旦于2009年5月宣布,該國將實施“約旦國紅海發(fā)展工程汁劃”,這是一個將紅海海水通過在亞喀巴灣修建通道的方式引入死海的計劃,預汁在2010年完成設計,在2017年完成施工。這一引人注目的舉措對死海的作用究竟是拯救還是毀滅,目前尚無定論。
生存在極端環(huán)境中的古生菌
所有的生命形式可以劃分為三大類:真核生物(包括植物、動物、真菌及其他生物)、細菌和古生菌。其中,古生菌是在1977年才被作為單獨的類別進行歸類的。古生菌往往只生存在極端環(huán)境中,如海底熱液口附近、高鹽度的湖泊中,以及有毒的礦渣里。古生菌還被稱為“活化石菌”,因為它們的棲息環(huán)境類似于早期的地球環(huán)境,即高熱、高鹽度和強酸,在那樣的極端環(huán)境下其他動植物都無法生存,只有這種奇異的微生物可以存活、進化,且在地球上一度占據(jù)統(tǒng)治地位,它們很可能是地球上最古老的生命形式。古生菌的形態(tài)各異,有球狀、桿狀、塊狀等,由于菌體通常小于1微米,需要借助顯微鏡才能看清楚。古生菌是原核生物,像細菌一樣沒有核膜,其DNA也以環(huán)狀形式存在。
在死海中發(fā)現(xiàn)的微生物幾乎都屬于古生菌,其中有一種極端嗜鹽古生菌,其菌體呈紫紅色,它便是上世紀80年代在死海中迅速繁殖,將死海水體染紅的“肇事者”。在最近的死海潛水考察中,科學家發(fā)現(xiàn)了一種生存在死海底部的泉眼附近的微生物,稱之為“盒狀嗜鹽菌”,是一種極端嗜鹽古生菌。通常情況下,高濃度的鹽分會使大多數(shù)蛋白質脫水,但盒狀嗜鹽菌的蛋白具有防止鹽侵害的特質。這種蛋白叫“鐵氧化還原蛋白”,呈咖啡杯狀,其“柄”上具有帶負電的氨基酸結構單元,對一端帶正電而另一端帶負電的水分子具有特殊的吸引力,能夠從鹽分很高的死海海水中奪取水分子。所以,即使在高濃度的鹽水里,菌體也不會脫水,能夠存活下來。除了極端嗜鹽茵,古生菌還包括產(chǎn)甲烷菌、極端嗜熱茵和嗜熱嗜酸菌等。產(chǎn)甲烷菌主要生活在極度缺氧的沼澤淤泥中,甚至生活在牛、白蟻和海洋生物的體內,可產(chǎn)生甲烷。極端嗜熱菌偏愛80℃以上的高溫環(huán)境,主要生存在溫泉、火山口附近、地熱區(qū)土壤,以及海底熱液口附近。嗜熱嗜酸菌生長在火山區(qū)或者含硫非常豐富的地區(qū)。此外,科學家還發(fā)現(xiàn)了極端嗜堿菌、極端嗜壓菌和極端嗜冷菌等。