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恋夜主播护士 _瞄准海洋最深处,走向深渊


瞄准海洋最深处,走向深渊

从太空中遥望,人类赖以生存的地球,更像是一个被蔚蓝色海水所覆盖的水球。这个浩瀚的、带有咸味的水体,平均深度达3729米,总面积约为3.62亿平方千米,约占地球表面积的71%。海洋最深的地方是位于西太平洋的马里亚纳海沟,其最深处达11034米。海洋不仅是地球生命之源,而且通过大气循环、水循环等方式深刻地影响着地球的生态与环境,更以其丰富的资源决定着人类的未来。

海洋大不同

人们习惯将海与洋并列,合称为海洋,其实海与洋并不一样。

海是海洋临近大陆的部分,在洋的边缘,约占海洋面积的11%,水深一般较浅。海受大陆、河流、气候和季节的影响比较大,水文、盐度、颜色和透明度变化明显。海有边缘海、内陆海和地中海之分。我国的东海、南海等就是太平洋的边缘海;我国的渤海、欧洲的波罗的海等就属于内陆海,是被大陆所包围的海;地中海比内陆海深,也被称为陆间海,是位于亚、非、欧三洲之间的海。世界上主要的海有近50个。

瞄准海洋最深处,走向深渊

洋是海洋的主体,约占海洋面积的89%,水深一般在3000米以上,远离陆地,它的水文和盐度变化不大,颜色蔚蓝,杂质少,透明度大。世界上共有4大洋,即太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋。

从古至今,海洋令人类无限神往。它海纳百川、有容乃大,繁衍生息着各种各样瑰丽多彩的生命;它丰饶迷人、资源丰富,蕴藏着大量石油、天然气、可燃冰、潮汐能等资源;它波涛万丈、浩瀚无边,演绎着宏伟壮丽的万千景象;它变化莫测、吉凶难卜,时而风平浪静,时而惊涛骇浪,时而婉丽迷人,时而恐怖阴霾;它让诗人才情四溢,让画家丹青绚烂,让勇士激情豪迈,让航海家痴迷癫狂,让科学家孜孜探索,让政治家望洋兴叹……

海洋是人类的生命之源、财富之源、冒险乐园和心灵家园。

尽管如此,人类对海洋的认识却十分有限,甚至远不及对太空的认识。2018年2月7日,埃隆·马斯克的SpaceX公司,成功发射现役运力最强的重型火箭“猎鹰”,并完成一级火箭回收。2019年1月3日上午10时26分,中国的“嫦娥”四号探测器成功着陆在月球背面东经177.6°、南纬45.5°附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界上首张近距离拍摄的月背影像图。这些壮举标志着人类探索太空又前进了一步。与此同时,人类对海洋的认识却非常有限,对深海的认识更加不足,对深海之深渊,所知更加微不足道。

为此,我们不妨先从深渊开始了解海洋,由这个大洋底下最神秘的区域,走进浩瀚无垠的海洋,领略蔚蓝世界的风光。

瞄准海洋最深处,走向深渊

走向深渊

什么是深渊?深渊是水深在6500米以下的海域,在海洋总面积中所占比例不到1.2%。在海洋,每下降10米就会增加一个大气压,在10000米水深的地方,每平方厘米的静水压可达1000千克。面对这一神秘区域,目前仅有少数国家有能力涉足。

追溯人类走向深渊的历史,最早起源于远古时期对食物的采集。远在渔猎时代,人们为采集贝类、藻类等海洋生物为食,对海洋建立了朦胧的认识。随着采集海域的范围和深度逐渐增加,人们慢慢由岸边潜入近岸的海底世界,见识到海洋的璀璨与绚烂。

在古代神话传说中,海洋一直是一个充满奇珍的神秘所在。尤其当人们发现了珍珠、红珊瑚、砗磲贝等珍宝之后,对海底世界愈发好奇。明代宋应星在《天工开物》中曾记载,为寻找光彩夺目的珍珠,“采珠人”乘船到海上,以粗绳系腰,木夹夹鼻,手持尖刀潜水搜寻珍珠蚌。古时由于潜水技术不发达,“采珠人”常常九死一生。

瞄准海洋最深处,走向深渊

《天工开物》里记载的潜水采珠

然而,千难万险始终未能阻挡人们探寻海洋深处的脚步,探索目的也由为寻找食物和探宝,转变为更深入地了解海洋和对海洋丰富资源的渴求。这一目的促使人们不断改进技术和装备,刷新深潜大洋的纪录。

1894年,意大利工程师波左提出用圆球形结构克服深海高压最为理想。为此,他设计制作了一个空心金属球,蜷缩其中下潜到165米水深。1934年,威廉·毕比、奥蒂斯·巴顿制作了一个配有3个观察窗和氧气瓶以及二氧化碳吸收剂的空心金属球,即载人舱,舱门外用10个大螺栓封住,仅容一个人进出。他们用这艘潜水器创造了人类下潜到水下934米的纪录。不过,由于悬系载人舱的铁索的长度达到一定程度后会因自重而断裂,悬系载人舱的下潜深度因此受到了很大的限制。

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威廉·毕比、奥蒂斯·巴顿设计的潜水器

为此,奥古斯特·皮卡德在设计深潜器时放弃使用铁索装置。1952年,他制造出了第一台真正意义上的载人潜水器“的里亚斯特”号,并成功下潜到3167米,创造了前无古人的壮举。

1960年,奥古斯特·皮卡德的儿子雅克·皮卡德和美国海军军官唐·沃尔什,对“的里亚斯特”号进行了改进,并一同成功下潜到水下10913米,成为第一批抵达万米海底的人类访客。然而,由于他们的深潜器在坐底时激起了沉积物,使得海水一片浑浊,加上观察窗玻璃出现裂痕,二人没来得及进行有效观察,仅仅短暂逗留了20分钟就不得不匆匆返回水面。

瞄准海洋最深处,走向深渊

“的里亚斯特”号

1959年,法国人雅克·库斯托设计的“潜碟”号下水,其最大工作深度尽管只有305米,但是可以在水下自由航行,因此被视作第二代载人潜水器的标志性成果。

世纪之交,载人潜水器的研发日益为各海洋大国重视。2012年,世界上出现了著名的“四大金刚”深潜器:一是美国的“阿尔文”号;二是法国的“鹦鹉螺”号;三是俄罗斯的“和平”一号与“和平”二号;四是日本的“深海6500”。

中国也紧随其后。2012年7月,中国的“蛟龙”号潜水器在马里亚纳海沟成功下潜至7062米,同时创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录,即在3人下潜作业型潜水器中位居世界第一。

瞄准海洋最深处,走向深渊

瞄准海洋最深处

载人深潜器的关键技术是制造载人舱。简而言之,载人舱就是一个无比结实的空心钢球,能经受下潜和上浮中的巨大压力变化,且能多次循环使用。载人舱的直径越大,对材料和工艺的要求越高。著名导演卡梅隆乘坐的“深海挑战者”号,载人舱直径只有1.09米,因此他在深潜10000米时不得不龟缩在其中往返。

极端狭小的空间,往返数小时的考验,对人的心理和生理都是一种难以想象的挑战。显然,“蜗居式”潜水器虽然可以满足人们一时的好奇心,却不能在从事海底作业时使用,进而影响了人类探险的广度和深度。要制造作业型潜水器,载人舱的直径大都在2米左右,以保证下潜人员有一定的工作空间,同时还要经久耐用。

瞄准海洋最深处,走向深渊

卡梅隆乘坐的深潜器

在国家海洋局、上海市教委、上海市科委以及民间资本的支持下,上海海洋大学深渊科学技术研究中心正致力研发这样一台3人作业型全海深(11000米)载人潜水器。

2016年12月27日,该中心设计制作的“彩虹鱼”号无人潜水器,在马里亚纳海沟成功下潜至10890米,获得了非常宝贵的万米深渊的生物、微生物、底质及海水样本和影像资料。这标志着中国科学家在探索“人类未知的深海世界”工程中又迈出了关键一步,使中国成为国际上第三个拥有无人全海深调查作业能力的国家。如今,上海海洋大学的专家正瞄准海洋最深处,准备在2020年左右将全海深作业型载人深潜器送到水深达1万米的马里亚纳海沟。

瞄准海洋最深处,走向深渊

2015年10月,上海海洋大学深渊科学技术研究中心研制的无人潜水器“彩虹鱼”号,在布放进行南海4000米试验。

瞄准海洋最深处,走向深渊

2016年12月,上海海洋大学深渊科学技术研究中心研制的着陆器,在马里亚纳海沟采集到的勾虾。

人类之所以致力于走向深渊,是因为深渊存在着极为特殊的生物活动,具有重要的科研价值。对深渊的探索,可以触发深渊生态学、深渊生物学、深渊地质学等新兴学科的产生和发展,对地球生态、全球气候、海洋环境保护、地球生命起源研究、地震预报等也具有不可估量的价值。

同时,广阔的海底还存在大量可燃冰、锰结核、石油等资源,为解决人类未来发展所需资源提供了巨大的可能。

人类对海洋的探索将永不停歇,人类对深渊的认识将永无止境。