第二十四章 潮汐

盆里静止的液体，如果不去动它，它就会一直保持静止。如果没有什么不安的机制来打扰海水的平静，它就会永远保持静止。但是这种静止是会导致海水腐烂的，它们需要不断地澎湃地涌动才不会腐烂，同时产生无数动物和植物所需的空气。因此海水的涌动，是造福世界最基本的条件，而大气层的运动也同样很有趣。不比空气少的海水需要猛烈的涌动，才能阻止停滞，从而保证卫生状况。现在，海水由于大气、地球附近天体的引力和地球内部热量的影响而不断激荡着。

大气层的骚乱触怒了海平面，让海水发生了运动。如果暴风突然袭来，就会引起海浪相互撞击，溅起浪花和泡沫；如果暴风够强、持续够久的话，就会掀起向海岸平行移动的巨浪，一个接一个，非常有规律，最后破灭在沙滩上。但是这些骚乱只影响了海面，30米以下的海水还是静止的，即使是在最强暴风来袭的天气。在海岸不远处，最大的海浪也不会超过3米；但是南海的某些部分，例如合恩角和好望角周围，在最强暴风来袭时，浪高达到了10~12米。这些海浪就像垂直移动的小山一样，两个海浪之间都会有又宽又深的距离。在风的打击下，它们的浪尖会溅起浪花和泡沫，最后在一个足以破坏最坚固的容器的可怕力量的作用下倒塌。

打在岩石上的海浪的冲击力是大到无法想象的。打在暴露的崎岖海岸上面的巨浪，甚至可以让地球产生震动。最坚固的堤坝和防浪堤也会被摧毁，然后冲走，巨大的石头撒得到处都是，像小石子一样滚来滚去。就是在海水不断的作用下，才会有悬崖或者竖直的峭壁，它们都沿着海岸分布。这种峭壁在法国和英国共有的英吉利海峡的海岸随处可见。这些悬崖不断地遭受着海浪的破坏，所以经常会有碎片掉进水里，然后滚来滚去，蜕变成小石子。海洋中越来越多的地方就被这种小石子占据。历史告诉我们，轻的房屋、塔、住宅区，甚至是小村，由于受到海水的破坏，不得不被遗弃，现在这些东西都已经深深地埋在了海浪下面。

在海岸的其他部分，海洋为陆地带来了新的物质，把大量的沙冲上岸，这些细沙被风堆积在一起，形成又长又矮的小山——山丘。法国加莱海峡的海岸有很多这样的山丘，从布伦的海岸一直延伸；南斯和萨博斯德欧罗尼附近的布列塔尼也有；波尔多到比利牛斯山的兰德斯海岸的沙丘有240千米长。单单是兰德斯这部分的沙丘面积就有75000亩。

这些沙丘呈现的是多么单一的景色啊！从其中一座深度只没过膝盖的山丘的顶上看，让人眼前一亮：延伸到很远的地方的淡黄色地平线，覆盖着不均匀的地面，到处都是圆圆的小山丘。站在白得发光的小山丘之间，就会感到迷失，风横扫它们的顶部，把细沙吹向天空，这跟海浪遭到暴风的打击时产生的结果很像。我们把它视为跟单一的起伏的巨浪一样，跟海一样，不同之处在于：这里的浪是沙，而且是不动的。没有什么能够打破这种死一般的寂静，除非有时候上方的海鸟经过发出嘶嘶声，或者有规律的海浪超越了沙丘的最远线。

这就预示着：在暴风的天气，这些鲁莽的探险者会跑进这些荒野地带；然后沙子会被风向上吹，吹到密云里。像水柱一样的风沙柱证实了暴风的威力，空气中到处飘着沙子。当暴风停息时，周围的区域就改变了：曾经是小山的地方现在变成了山谷，曾经是山谷的地方现在变成了小山。

每一次暴风来袭，沙丘都会向内陆移一点点。从海上吹来的风把小山丘吹进洼地，洼地就变成了小山丘，如此这样交换，直到最重要的山丘被平铺在陆地上。同时，大海已经在海岸处堆积了新鲜的物质，提供给另一条沙丘，取代了原本已经形成的。按照这样的方式，沙丘慢慢地侵入不均匀的陆地，然后给它盖上一层层厚厚的草木不生的沙层。没什么可以用来检测风、水和沙的持续活动。如果森林也被沙子入侵，它就会被埋没，只剩下最高点可以看到。甚至是整个村子都会被吞噬，房屋、教堂和其他的一切都消失在沙子底下。在面对这样的一个敌人时，应该怎样做呢？这个敌人以不可抗拒的力量坚决前进，每一年就可以获得20米的耕地面积，但是这不代表什么，既不是成熟的庄稼，也不是居住者，也不是很美的森林。人类的聪明才智已经找到了控制这种掠夺的方法，而且很简单：在种植了松树的地方，山丘就会立起来。

这种由风引起的海浪纯粹是偶然的，而且跟风本身的移动一样没有规则；除了这些，还有海浪本身周期性的规律运动。这些运动就是潮汐。在一个固定的时间里，海岸上所有的海水会从海滩退回去，露出之前被海水覆盖的很大一片地。海水的退回就叫做退潮。过一会儿，海浪又会重新回来，盖住沙滩。这种移动就叫做涨潮。每6个小时会完成一次退潮或涨潮。因此，在24小时内，会发生两次退潮，两次涨潮。

对于不熟悉潮汐的人，肯定会觉得那是很神秘的东西。在固定的时间，没有明显的原因，不管是晴天还是暴风雨天，海浪就会停止拍打海岸，然后退回去，就好像海底有个很大的洞把海水都吸回去一样。这种后退会在离高潮不远的地方停止，距离取决于海滩倾斜度。这时候在涉水或游泳之前，就可以穿着鞋走在上面，鞋子也不会湿。

我的小读者们，这对于你们来说是多么有趣呀：在低潮的时候，穿过海滩，看看退潮之后留在海滩上的小鱼和其他小生物，还有乱七八糟的海草、漂亮的贝壳以及光滑的白色小石子。但是不要在这些来自深海的宝藏之间徘徊太久，因为海水会再一次快速涨起来，它的白色海浪会涌上来，同时发出不祥的声音。有些海岸的潮水的速度连最快的马也追不上。当它涨上来时，就会迅速覆盖沙子、小石子、岩石和每一样退潮时留下的东西，直到打在阻止它进一步前进的暗礁上。

现在让我们来解释涨潮和退潮。你们知道不同的天体之间都有引力，特别是太阳对地球的引力，它使地球落向那个巨大的发光体，而地球反过来对月球也有引力。你们应该还没忘记，在这个引力和物体本身重力的作用下，小的天体就会绕着大的天体转——地球围绕太阳转，月球围绕地球转。引力总是相互作用的，也就是说在大点的天体对小点的天体产生引力时，小点的天体也对大的天体有引力，只不过这个引力会小一些。如果地球吸引月球，月球也吸引地球，那么后者的引力大一些，就会控制它的卫星，但是不可否认的是卫星也对地球产生引力。如果两个人抓住一根绳子的两头，然后往相反的方向拉，试图把对方拽过中心处，那么比较强的那个人就会赢。但是弱一点的那个人也在努力拉：他或多或少地也会让对方移动。月球也是如此：在相互作用力的竞争中，它会让步于地球，然后绕着它转；但是在让步的同时，月球也会引起地球上海洋的骚乱，这是因为海水的流动性使它比固体的东西更容易失去平衡，从而发生移动。

为了更清楚点，让我们想象一下整个地球全部被水覆盖，考虑到引力会随着距离的变大而减小，让我们想象一下，月亮的引力会对这片浩瀚的海洋产生怎样的作用呢？在右侧的图中，L代表月球，T代表地球，阴影部分代表海洋。现在，可以清楚地看到月球引力最强时是在A点，最弱的时候是在B点，这点是距月球最远的。因此，水流就会流向A点，海洋的整体水位就会在这个点和它附近的地方上升。不过，流向引力最强点的水并不是每个地方都一样的；你可以看到引力最弱时的B点，水位比其他地方都低，这是因为它让步于卫星对它的引力。这样让步之后，海水就会涨起来，与第一次完全相反。但是这两次的涨潮必须补偿相应的水位的下降；不过，水位下降最厉害的是在A点和B点的中间的两个点，也就是C点和D点，在这两个点时，月球的引力不是最大的也不是最小的，是介于两者之间的。因此，引力作用于A点和B点时就是涨潮，在C点和D点时就是退潮。

站在A点的观察者，月球就在头顶上。站在B点的观察者，它和月球之间的距离就是地球的直径。最后，在C点和D点，月球的位置是在地平线上，在其中一个点上升，在另外一个点落下。月球正下方的海洋会涨潮，同样，地球另一边的海洋也会；月球在地平线上时，海水就会退去，不管是东边还是西边。由于地球一天的自转，所以地球的每个部分都会相继出现在月球下面，或者说月球好像是在围绕着地球自东向西转，周期是24小时；而且两次涨潮A点和B点，肯定有一点是离月球最近，一点是离月球最远，这是遵循着卫星的似动现象——月球围绕太阳自东向西转。当然C点和D点也是一样的。那么你可以看到，在24小时内，出现两次涨潮，两次退潮，每次涨潮和退潮间隔6个小时。因此我们找到了潮汐发生的原因：是由天上的伟大的时钟——月球，在控制着。

即使你还不是很清楚我刚刚所讲的，但是至少你也对太阳对地球的引力有点印象吧，那个给我们光和热的巨大天体；你们肯定也纳闷：这个巨大的天体，我们行星系的中心，让地球围绕着它做周期运动的物体，对于潮汐的影响难道不比月球对潮汐的影响多吗？毫无疑问，太阳的引力确实对潮汐产生影响，但是我们必须记住太阳离地球是非常遥远的。尽管它非常巨大，但也只能使海水上涨两米，而月球却可以使海水上涨5米。因此，影响潮汐的最主要因素还是月球。

尽管如此，太阳潮汐也是不可忽略的；原因和月球潮汐差不多。有时候，是两个天体共同作用于海水，有时候当两个力是相反方向的，那就只有一个在起作用。如果太阳和月球在地球的同一边，那么就是共同作用，而在共同作用下，海水很可能会涨到最高点。当两个天体一个在地球的一边，一个在另一边时，也会产生类似的结果，因为，就像我们所看到的，在地球两个相反的点上时，也就是其中一个力不作用时，就会发生涨潮。因此，最高的潮汐，是发生在合点时，也就是三个天体在同一直线上，不管它们的相对位置是怎样的。这时候的月球，不是满月就是新月。但是，如果月球在地球上方，而太阳在地平线上，太阳的引力就会引起退潮，同时月球的引力会产生相反的效果，这两个不一致的引力会形成大低潮。当太阳、月球、地球的相对位置是这种情况时，就叫做正交；在这个位置时月球是上弦月或下弦月。

你们不可以把潮汐想象成流动的小溪，24小时之内发生的两次涨潮仅仅是表面涌动，冲走在涨潮过程中漂在表面的物体。其实是大不一样的：大海一定是在它所在的位置上升和下降，所以我们才会说，当月球在正上方时，它会涌起内部的海水，然后又下降下去。浪潮不会把船一起带走，不像扔进去的石头引起的波浪把稻草带走一样。一次涨潮和退潮的交替，是自东向西的，是发生在整片开阔的海洋的；如果地球全部被水覆盖，那么每个地方都一样。

但是地球表面的四分之一是陆地，这些障碍就会对潮汐的自由运动产生很大的影响，从而改变它们的运动。首先，位于海洋中间的岛屿和陆地就会阻碍浪潮前进，所以潮汐到达最高点的时间就不是月球在正上方的时间。因此，人们会发现潮汐落在月球后面，不同结构的陆地和水域，落后的时间也不一样。例如，在直布罗陀海峡，延迟时间为零；在吉伦特派，延迟时间是3个小时53分；在洛里昂，3个小时32分；在圣马罗，6个小时10分；在瑟堡，8个小时；在迪普耶，11个小时；在敦刻尔克，12个小时13分；而且它是随着与英吉利海峡的距离的增加而增加的。延迟时间就叫做潮候时，对航海来说，在任何港口，知道海水的涨潮时间是非常重要的。当已经确定了海岸任何一个地方的候潮时，就可以事先计算涨潮和退潮的具体时间，这个计算依据的是月球的运行时间。

在外海，会有涨潮，但是很少。南海岛的海水涨潮不会高于半米。我们的图显示的潮汐是过于夸张的，事实上，海水的涨潮不会达到那么高，仅仅一点的涨潮还会延伸到很远的地方，即使是高潮，也不会很高。在陆地附近，特别是在狭窄的海峡，潮汐在延迟的时间内会大量增加，因此上升的高度也比外海大。因此，在圣马罗，每天的情况都不同，在涨潮时，海水的高度范围是6~7米，比平均水位高一米半，退潮的时候也会退这么多，高潮和低潮相差12~13米。除了英吉利海峡，法国海岸的潮汐也不会超过2~3米。

在远离陆地的地方，高潮和低潮之间的高度不会相差太多，但是在陆地附近就完全相反了。当海水上升时，它很快会淹没稍微有点坡度的海滩，而且会很快退回去，只留下干的海滩。因此，有两个潮汐，来的和去的，一个是朝着海岸，一个是朝着大海。

湖泊和像里海这样被陆地包围的海是没有潮汐的。回头看下我们的图（图26），你会看见如果海水在A点和B点上升，那么它就会C点和D点下降。对于每一次的上涨，都会在某个地方有相应的下降。海洋的水量几乎是不变的，如果在这个地方上升，那么肯定在另外一个地方下降；如果这里得到了那么那里肯定失去。不过，海水的上涨在A点，意味着那是最高潮的时候，相应的在C点下落，意味着是最低潮的时候，这两个点之间的距离是地球的四分之一周长。所以，水体要有地球四分之一周长的长度，才会有潮汐。没有任何内陆水体，甚至是里海，满足这个条件。地中海本身也没满足这个条件，它与大西洋之间的直布罗陀海峡太窄了，所以外海形成的浪潮也没办法进入。因此，除了一点点看得见的波动之外，并没有潮汐的形成。

上涨的潮汐在进入河流的出口时，会受到阻碍。河流会停住，阻挡海浪的进入，然后被海水的推力、河流出口的聚集的沙扔回去。发生淡水与海水争斗的海峡对于航海是很危险的。在阿杜尔河的出口，海面总是一片混乱。这里的海洋不会停歇，即使是在最无风浪的天气，甚至没有一丝风吹动海面，海水仍会制止河流，结果形成了很宽的半圆形白色海浪。这个半圆就是海洋与河流的分界线；它就是阿杜尔出口的阻碍。

潮汐的推动甚至可以使河流逆流，让它流回水源处。这种移动就叫涌潮。法国的多尔多涅河和塞纳河就非常明显。涨潮在进入吉伦特河后——吉伦特河的深渊似的河口是从波尔多延伸到大海——它会阻止多尔多涅河的水域，然后卷起3个或4个很高的大海浪，填满整个河道。这些浪尖以飞快的速度激荡着，发出震耳欲聋的声音，并传到离出口处8里格远的地方。在海浪移动的过程中，甚至会把树连根拔起，淹没船只，破坏堤坝，把石头推到很远的地方。

最大的涌潮出现在南美洲的亚马逊河。当地人称它为河口高潮。在这种大河流中，潮汐会涌到200里格远的地方。河口高潮时的海浪能够发出传遍方圆2里格的雷鸣般的声音。河口处的两股相向势力的对抗，都正面攻击了对方，使得相邻的海岸发生震动。水发出的声音能传到很远的地方，而且持续很久，水手和渔民就会根据声音加快寻找安全的地方。很快，从河岸的一边到另一边，涌潮跟海水的手臂一样宽，会上推起高出平均水位4~5米的海浪。两个海浪之间的距离非常短。这是被打败的河水在返回到水源处。这些浪的速度非常快，推翻了前进过程中碰到的一切事物。在浪头的表面，可以看到小石子在打转，像许多软木塞一样被冲走。紧跟着河口高潮的是，河岸被冲刷得只剩下光秃秃的岩石。

除了由月球引力和风引起的波动外，海洋还有其他的运动，主要是由地球表面热量的分布不均引起的。当流体的不同地方有不同的温度时，流体就会倾向于把热量均分，也就是形成一个循环，暖流会流向寒流，寒流会流向暖流，直到整个流体的温度是一样的。但是，如果由于某些原因温度没办法均等，循环就会无限进行下去。因此，赤道的温热海洋就会和极地的冰冷水域不断交换。从热带的洋流带着储藏在它们水域的温热，流到地球的两极，同时也有从两极来的洋流在热带升高温度后，流回它们的起点。

现在，在所有能够让海洋不断激起浪头、保持海水干净的大洋流中，对我们来说最重要的一个是位于大西洋的墨西哥湾流，它的出发点是墨西哥湾，向东北方向流。它是位于海洋中部的暖流，底部和河岸是冷水域。亚马逊河和密西西比河这两条大河的流量还不及它的千分之一，而且储存在其水域里的热量能够融化铁山。因为太阳的暴晒，以及地球内部的热量，所以墨西哥海湾是一个巨大的热水壶。它的岛屿和河岸附近都是火山口，由于海湾底部存在着地下火，所以这些火山经常爆发。

解释了墨西哥湾流热量的来源，我们于是知道，在它向寒冷地区流动的时候，就会把这些热量带过去，即使到了终点，它的热量还是可以融化北极附近的一部分大冰块。墨西哥湾流流向东北方向，最远到达纽芬兰河岸，在这个地方，有一部分水体会猛跌下去，沿着海底流向极点，同时剩下的那部分会继续在表面向西流动。大约在亚速尔群岛纬度的地方，一部分暖流会分流，然后在绕过非洲海岸后，又重新进入墨西哥湾流，剩下的向西流动的会冲刷法国、爱尔兰、英国、挪威的海岸，最后在北角猛跌入极地冰下面，消失不见。

墨西哥湾流起点处的宽度是14里格，大约300米深。一开始，它会以每小时两里格的速度移动，但是这个速度会慢慢变小。这里的水是呈靛蓝色的，跟海洋其他部分的绿色比起来，显得非常突出。这股奇怪的洋流流经它海岸范围内温度较低的水域，在亚速尔群岛处，它没有与绿色的海水混在一起。它的宽度向前扩大时，温暖的水域就会传播出去，使欧洲北部的气候变得温和。

要不是这股洋流把热量从南部带过来，冬天，我们的海峡、英国、爱尔兰和挪威将会非常冷。温度计显示这股从墨西哥来的热量是非常高的，因为如果把温度计放在墨西哥湾流里，那么这股洋流的海底的温度差是12~17摄氏度；在温度是零下的纬度的地方，墨西哥湾流的温度是26摄氏度。

这股暖流不仅给寒冷的北部带来了温暖，同时也带来了燃料。从佛罗里达州和路易斯安那州的海岸冲走的树干，会随墨西哥湾流向北、向东漂移，然后被冲到北角的爱尔兰的沙滩和斯匹次卑尔根岛。这些阴暗地区的居民就会赶快用这些漂移过来的木头取暖。竹子片、雕刻木头、松树树干，在洋流的带动下，向亚速尔群岛移动，为证实哥伦布确实发现了美洲新大陆提供了很好的证据。

墨西哥湾流在亚速尔群岛的维度处发生分流后，在重新进入墨西哥湾之前，是沿着非洲海岸流动的，它在大西洋中所占的面积比占地中海的要大。这个巨大的盆地被刚刚描述的洋流包围，海洋植物聚集，然后通过繁殖形成漂浮的田地，把阻挡船只前进的墙壁弄得一片混乱。大西洋的第一个探险家毫不犹豫地冒险进入了这个奇怪的海洋植物区。哥伦布第一次看到这些时也被震住了，这对他来说是新奇的，尽管他的士气低落的同伴劝他，他还是没有抵挡住诱惑，最终闯入了这片会把他的船只卷入漂浮的海草网里的阴险的海。