深海的海水年龄是怎么测量的?
海水也有年龄吗?有。这里说的是海洋深部的水,从离开海面下沉算起,所谓海水年龄指的是在海洋内部的停留时间。全世界13亿立方千米的海水,只有顶上薄薄的一层能见到阳光,和大气进行交换,绝大部分海水要在暗无天日的深处度过千年长夜。深处的海水“资格”越老,从海面带来的溶解氧气越少,从海面掉下来的营养物质却越多,腐蚀性也更强,因此海水的“水龄”至关重要。
测量海水年龄的方法,是利用溶解碳里面的放射性同位素碳-14。碳-14是宇宙线撞击空气中的氮原子所产生,只有在表层的海水中才能获得。碳-14的半衰期为5700多年,进入海水内部之后,碳-14随时间逐渐减少,因此可以用海水中溶解碳的碳-14相对含量,来测定海水的年龄。
海水的碳-14年龄对深海研究有很大的用处,“大洋传送带”理论就可以用碳-14年龄来检验。如果在世界大洋各处采集3000米深处的海水,测定其中的碳-14年龄,就可以看到这条“传送带”的身影:北大西洋水的年龄最轻,只有几百岁;南大洋居中,1000多岁;流到北太平洋时已经进入“老年”,有着2000余岁的高龄。可见太平洋深部的水比大西洋老得多,这也正是太平洋海底碳酸盐保存不好,古气候研究不如大西洋的原因之一。
如果我们把世界大洋缩小到一个海盆,同样也有深部海水停留时间长短、海水周转速率快慢的问题。就南海来说,太平洋的海水只有从台湾和吕宋岛之间的巴士海峡才能进入,然后在南海里和河水、海水混合之后重返太平洋。现在的南海这种周转相当快,估计只有三十至五十年,这也是南海海底碳酸盐保存较好、对古气候研究比较有利的原因。
【知识点】美国电影《后天》
美国有许多“灾难片”,近年来一个重点主题就是气候环境的全球变化。2004年,美国推出电影《后天》,电影中古气候学家杰克认为温室效应正在引发地球的大灾难,但他的提醒并没有引起美国政府的重视。于是一切都已经太晚:飓风、冰雹、洪水、冰山融化、极度严寒,一系列地球巨变引发了一场不可挽救的灾难……电影上演后轰动一时,创造了5亿美元的票房价值。这部电影在气候学上的根据就是文中所说的“大洋传送带”,一旦传送带被切断,就会发生气候突然变化,西欧和北美会遭受新的冰期之灾。这类片子在引起人们对温室效应的关注方面能产生很大的社会效应,不过其科学性也在学术界引起争论,其中描述的“冰期”气候就是一种过分的夸大,遭到了学术界的批评。