什么是“海中断崖”
发布于 2020-08-08 16:39:16
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“海中断崖”或者叫“海水断崖”，在本质上是由海水出现密度跃层导致的，当某个区域的海水出现密度跃层时，就会导致附近海域的浮力出现变化，比如浮力骤减，而这种浮力变化所带来的后果就是：一些人造的潜航器，比如像海军的潜艇，就会由于受到的浮力减小而被海水拉到一个超出自身耐压壳抗压极限的深度，从而导致潜艇的艇身破裂，以致沉没等事故。所以，想要知道什么是海中断崖，就要先知道海水的“密度跃层”是怎么一回事？
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▲密跃层
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那么，什么是海水密度跃层呢？首先，大家都知道，决定海水浮力大小的，其实就是海水的密度，密度大的海水，浮力就大；反之，浮力就小。而海水的密度又和它的含盐量（或者叫“盐度”）与温度有关，在其他条件不变的情况下，海水的盐度越高，其密度就越大，浮力也就越大，即：海水的浮力和它的盐度成正相关的关系；而温度则刚好相反，其他条件不变时，海水的温度越高，其密度反而越小，浮力也就越小，即：海水的浮力和温度之间成负相关关系。而在一般情况下，深层海水的盐度密度变化虽然不大，但是随着深度的加深，盐度变化的总体趋势也是增大的，同时，深度越大，海水的温度也会越低。所以，简单来说就是：海水的密度与深度成正相关，深度越大，密度就越大，浮力也就越大。如下图所示，为海水的深度和密度变化对比图：
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▲海水深度和密度变化对比垍
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所以，在正常情况下，都是下层海水（深度大）密度要大于上层海水（深度小）密度的，并且这种密度的变化相对连续。而当出现题目中提到的“海中断崖”时，这个时候则是刚好反过来，变成了上层海水的密度要大于下层海水的密度，即海水的密度层出现了不连续且剧烈的跃变，也就是上面说到的“海水密度跃层”。而这种海水密度跃层的出现，对水中的各种人造潜航器来说是非常致命的，比如对于潜艇来说，在正常情况下，潜航状态的潜艇受到的水的浮力大小是等于它自身重力的，而一旦遇到了由密度跃层导致的“海中断崖”，那么此时海水对潜艇的浮力就会小于潜艇自身的重力，从而导致潜艇因为浮力不足而下沉，而一旦下沉的深度超过了潜艇耐压壳的极限潜深，那么潜艇就会因为壳体破损而沉没。
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▲“长尾鲨号”核潜艇事故搜救现场
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因此，这种难以预测的“海中断崖”，对包括潜艇在内的水下潜航器来说，一旦遇上可能就是“艇毁人亡”下场，而现实中，因为“海中断崖”而导致的各种事故其实有不少，举个例子，美国海军的“长尾鲨号”核潜艇，于1963年在大西洋距波士顿港口350公里处海域，遇上了因为海底内波运动而导致的“海中断崖”，最终的结果就是潜艇被海水带到了深海沉没，艇上总共129名艇员全部遇难。不过看到这里，大家可能会产生一个疑问，在正常情况下，都是那些温度高、密度小的海水浮在温度低、密度大的海水上面的，在什么情况下才会反过来，变成密度大的海水出现在密度小的海水的下面这种反常的“密度跃层”现象呢？原因主要有以下这几种：
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1、前面提到的海洋内波运动，当出现海底火深喷发、海底地震等剧烈自然灾害时，这种明显的外力干扰就会使密度分层的海水出现一种内波扰动，而在内波的波谷与波峰之间，就会出现密度跃层；
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2、深海地貌出现了断层，在这种情况下，冰冷的下层洋流就会沿着海底的断层面爬升，从而导致温度低、密度大的下层海水出现在密度相对较小的暖流上面；
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3、海水温度在短时间内出现剧变，比如地壳运动导致海底出现了热异常，从而使下层海水由于温度骤升而密度变小。垍
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▲海水密度变化的温度-盐度图
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因此，有关“海中断崖”的内容到这里基本上就说完了，简单概括一下“海中断崖”就是指：下层海水的密度因为某些原因而变得小于下层海水的密度，从而导致下层海水浮力变小。其实，所谓的“海水密度跃层”，除了会出现海底断崖这种情况之外，还会出现一种叫做“液体海底”的密度跃层现象，这里也给大家简单解释一下什么是“液体海底”，顾名思义，“液体海底”就是指下层海水的密度因为某些原因骤增，从而导致其浮力增大，使潜艇等潜航器出现“下潜困难”，就好像已经触碰到了坚实的海底一样，所以，这种密度和浮力骤增的特殊情况就被叫做“液体海底”。总之，不管是海中断崖，还是液体海底，归根结底都是和海水的密度跃层有关。垍
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