科技领域新突破（一）

【美国《发现》月刊１９９２年１１月号报道】题：科学技术和医学领域的突破海滩沙形成之谜
沙为什么会出现在海滩？海洋学家从来没有弄清沙为什么会堆积在海岸上。现在，设在加利福尼亚州拉霍亚的斯克里普斯海洋学研究所的道格拉斯·英曼和丹尼尔·康利认为他们解开了这个谜。
这个谜与波浪有关。虽然凭直觉似乎可以感到波浪把水带上岸，顺便把沙也带上岸，但是问题并不是那样简单。波浪的波峰卷起一定量的水推向岸边，但是，随后出现的波谷又把水带下来，推回大海。水总是被认定仅仅是在沙面前后涌动，沙也随着前后滑动。英曼说：“如果站在远望海滩，就能体会到，如果波浪起所带动的沙量相同，那么所有的沙最后都应当沉在深水里，”因为重力总是要把坡形海滩上的东西带到深水中去的。
因此，要形成海滩，向岸上奔涌的波峰必须把大量的沙冲上海滩，以抵消波谷和重力把沙推向大海的力量。英曼和康利利用他们制作的“冲浪架”——──个高３英尺、装有摄影机和仪器的三角架来探明所发生的情况。这个冲浪架设置在斯克里普斯海滩附近的暗礁旁，通过电缆连接堤岸，当波浪流过时拍摄沙底的状况。与此同时，它还通过测定沙面附近水的摆动速度和压力跟踪波峰和波谷。
英曼和康利认为，沙床的压力变化是海滩生成的关键。他们发现，沙并非只是随着波浪前后滑动。在波谷下面，沙底部上面薄薄的一层确实是滑向海洋。但是在波峰下面，沙的运动往往比较复杂。波峰形成的压力越大——由──于水涌得越高而压力越大——压入沙的缝隙中的水就越多。这样便在沙上面生成强大的旋涡，旋涡使沙松弛。当波峰从顶上涌过时，沙先是横切底部飞快流动，随后突然上下翻腾，大团大团地离开底部。最后，波峰一过，沙便大面积地分散开来进入水柱。这样成团成片移动的沙要比波谷下面滑回去的沙多，因此出现了沙向海岸的纯运动。
并非所有的波峰都以这种方式搅动沙，因此英曼和康利仍在努力探明湍流何时发生，何时不发生。但是他们认为，这是海滩存在的基本原因。（一）