海中之盐
1900 多年前,古罗马的军队向耶路撒冷发起了进攻。一天,队伍开到了一个一眼望不到边际的大湖边,统帅狄杜问:
“这是什么湖?”
“报告统帅,这就是死海。”
狄杜一听,是到了死海,就四下观望起来。心想,哎呀,死海果真名不虚传,非但海是死水一潭,就连四周都是草木不生,一片荒凉啊。
这时,士兵们押来几个俘虏,要求统帅处置。狄杜不加思索地命令道: “把他们带上脚镣手铐扔进海里,祭祭海神吧。”
于是士兵们也不顾俘虏的哀告求饶,七手八脚地抬着被镣铐困住手脚的俘虏,“扑通扑通”地扔进了死海。
俘虏们闭上了眼睛,等待末日的到来。可是,没想到他们并没有沉下去, 等了好久,还是那样。他们偷偷睁开眼,蓝天白云立刻映入眼帘。侧过头来看看,嗨,同伴们都像自己一样,静静地躺在海面上呢。仿佛身下不是随时可以淹死人的海水,而是柔软舒适的弹簧床。那风和浪掀动着他们,他们反倒感到好像回到了襁褓时代的摇蓝里,正在母亲轻柔的催眠曲中昏昏欲睡呢。
俘虏们手脚都不能动,只能任凭风浪的摆布。不一会,他们居然被风浪送到岸上来了。士兵们发现这些“死而复生”的俘虏,赶快跑去向统帅狄杜报告了情况。狄杜哪里肯相信,不耐烦地吼叫着:
“给我再把他们扔到海里去!扔得越远越好!”
可是奇怪,过不多久,这些俘虏又如数地漂回来了。
狄杜听到士兵再次报告以后,不吼叫了,只见他直着眼睛,张着嘴,半天没说出一句话来。这位统帅望着眼前的大海直发楞,他确实惊呆了。他想, 肯定是什么神灵在保护着这些奴隶。
其实,神灵究竟是个什么样子,这位统帅从来也没见过,所以一直到死, 他都认为这是他一生中遇到的最神奇的事情。
科学的发展,倒使我们看清了这个“神灵”的面目。它并不是什么庞然大物,而是极其普通的、我们天天都要见到的盐。
海水并不是纯水,如果把一锅海水煮干,锅底上就会留下一层白色的东西。尝上一点,味道既咸又苦,这就是溶解在海水里的那些盐类。
有人说,大海是盐的故乡,这话一点都不错。
海洋中的平均含盐量是 35‰,也就是说,每 100 斤海水中就含有 3.5 斤的盐类。乍一看,这数字并不惊人,但仔细算算,却又吓人一跳。人们算了一下,发现整个海洋中溶解着的盐类达五亿亿吨之多。如果把这些盐分都提炼出来,均匀地铺在陆地表面上,那将会形成 153 米厚的盐层,相当于 50 层楼房的高度,像厚厚的盐被一样覆盖着大地。
奇怪的是,雨水是淡的,河水也是淡的,唯独海水是咸的。一年四季降雨量这么多,千条江河奔腾不息,淡水总是源源不断地汇集于大海,可是, 亿万年下来,海水依然是咸的!海水里的盐分究竟是从哪里来的呢?
这个问题目前还没有得出一致的结论,一般有两种说法。
一种认为,早在几亿年前地球刚刚形成时,由于大量降雨和火山爆发, 地球上的水分在逐渐汇集到低洼的地方形成海洋的过程中,火山喷发出来的
大量水蒸汽和岩浆里的盐分随着流水汇集到海洋里,海水就成咸的了。
另外,在地球上水循环的过程中,蒸发与降水相平衡,水蒸汽并不含盐分,海水中的盐分因而也不会跑掉,所以尽管雨水不断,百川归海,海水依然是那样咸腥苦涩,不会变淡。
另一种则认为,盐类的老家本是在陆地上,因为受到水的浸洗,逐渐溶解在水里,随江河而入海,海水才慢慢咸起来的。
其实,这两种说法都有一定的道理,如果把两种说法合起来就更好了。因为海水即使生来就是咸的,那时的盐分也决不会有现在这样多。另一方面, 河水虽然是淡的,却并非没有一点咸味,河水里仍然含有数量不多的二氧化硅和碳酸钙等盐类。河水流入海里,大量的盐分就在海洋中积存下来了。据估计,全世界河流每年带入海洋的盐分,最少也在 30 亿吨上下呢。
如此说来,江河中的淡水不断地把陆地上的盐分带入海里,海水会不会越来越咸呢?其实不会。因为从总量上来看,河流入海的盐分所占比例很小。而且海洋中的生物,需要从海水中吸取大量的盐分,去组成它们的贝壳和骨骼,加上人类也不断从海水中提盐,因而大海的盐分也形成了一种平衡状态, 在较短的年代里,不会有显著的变化。况且海洋中还有各种矿物,也使海水不能变成淡水。
这就是说,海水将永远保持着它的苦涩腥咸味。
那么,腥咸的海水还有什么用途呢?能不能利用腥咸的海水为人类作出更多的贡献?科学家总是喜欢给自己提出难题,如今,难题又摆出来了。
人们曾经在化学实验中发现过一种有趣的现象。
假如我们把两种浓度不同的盐溶液倒在同一个容器中,那么浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶液中扩散,直到两者浓度相等为止。有意思的是, 稀浓两种溶液的自发混合过程中还会放出相当多的能量。有人通过精密的计算后发现,当 17℃时,若有 1 摩尔盐类从浓溶液中扩散到稀溶液中去,就会同时放出 5500 焦耳的能量来。
这个计算结果,像一剂兴奋剂,使科学家立即振奋起来。他们设想,只要有大量浓度不同的溶液可供混合,就可以释放出巨大的能量,那时,人类将会增加一种新的能量来源——海洋盐能。
这真是一个大胆而又富有吸引力的设想!人们经过进一步计算发现,如果利用海洋盐分的浓度差来发电,它的能量大约是 14000 亿千瓦,比海洋中的潮汐、波浪和海流的能量都大,仅次于海洋温差的发电能量。
海洋温差能是海洋中能量最大的大力士,它的发电能量是四十万亿千瓦,被誉为海洋能量冠军,而盐分浓度差的能量就是亚军——第二名。
然而科学工作是来不得半点虚假的。有了利用海洋盐能的设想,还必需拿出办法才行。
溶液间的混合,常常是很快就完成的,混合过程中释放的能量也是短时间的,因此,它就不能作为一个持久性的能源来使用,人们晚上使用电灯, 忽明忽暗的日子怎么过啊。
这就要求我们找到两种能够长期保持一定浓度差的溶液才行,一浓一淡,它们既能够持续不断地进行混合,不断释放能量,而它们的浓度却又永远不会达成相等,总是一浓一淡。这样,我们使用的电灯就会始终放光、光辉不减了。
到哪里去找这种理想的溶液呢?科学家们经过苦心地研究,终于在我们
的面前插上了一块路标。你看,那路标上写着:“到海边去!目标就在河流入海处!”
(陈良瑞)