深海带海面下藏着什么玄机 值得我们一次次走向深蓝?( 二 )


人类从未停止对海洋的探索
从古至今,人类从未停止过对海洋的探索 。
有记录的最早的深海生物科考是1818年英国在北极海域1464米处采集到1种棘皮动物 。
而开启现代科学海洋考察的则是1872—1876年的“挑战者号”科考船远征 。“挑战者”号航行近7万海里(13万公里),总共进行了492次深海探通、133次海底挖掘、151次开阔水域拖网和263次连续水温观测,并发现约4700种新的海洋生物 。“挑战者”号远征是人类史上第一次真正海洋巡航的科学考察 。
20世纪20年代,人类开始研制现代潜水器,向海洋更深处发起挑战 。1934年,美国潜水器潜入914米深度,是人类第一次在深海对生物进行观察 。
【深海带海面下藏着什么玄机 值得我们一次次走向深蓝?】20世纪60年代,以美国“阿尔文”号为代表的第二代潜水器得到发展 。“阿尔文”号带有动力,还配置了水下摄影机、机械手等,下潜深度3658米 。它曾经在地中海850米深的海底找到了一颗遗失的氢弹,也成功地探索了沉睡多年的“泰坦尼克”号,是世界上潜水次数最多的潜水器 。
2012年12月,我国“蛟龙”号搭载3名潜航员在马里亚纳海沟下潜到7062米,创下同类型载人潜水器的最大潜深纪录 。
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大洋钻探计划始于1966年 。海底热泉则在1977年由约翰·科里斯和罗伯·巴拉德搭乘“阿尔文”号发现 。20世纪70年代,科学家将大型电脑应用于海洋科考,对海洋条件进行数值计算,并视其为整体环境变化预测的一部分,同时广泛地设置海洋浮标,以取得更完整的观测资料 。
随着科学技术的进步,人类下潜深海还会遇到哪些挑战呢?李新正说,主要还是要克服黑暗、动力障碍、无法自然呼吸等带来的心理压力,以及随时可能出现的洋流、海洋动物、地质变动等带来的危险 。
当前,人类深海科考发展体现在深海高技术研发与应用,包括深海环境监测技术,深水油气、矿产、生物及其基因资源勘查和开发技术,深海运载平台和作业技术等 。深海高技术是海洋开发和海洋技术发展的最前沿和制高点,是国家综合实力的集中表现,也是目前世界高科技发展的方向之一 。
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这些技术被用来征服深海
像航天技术一样,深海科考也需要新的仪器和技术 。外太空是寒冷无压力的真空,但海洋深处更加富有挑战——超高压、低温且黑暗 。
8世纪,维京人在绳索上挂金属块以测量水深 。从19世纪开始,研究人员开始使用钢缆对海洋进行测深 。进入20世纪,科学家们想到了利用声音测量水深,他们使用炸弹测深(将炸弹扔入海沟并记录回声),发现马里亚纳海沟、菲律宾海沟和汤加海沟的深度都超过1万米 。在20世纪50年代后,海洋科考进入声呐时代 。
当人们确定海床深度后,便想看看海床是怎样的一番景象 。第一艘潜水艇由荷兰工程师德雷尔于1623年制造 。1865年法国发明家贝努瓦·卢库埃罗发明潜水服和呼吸器 。1943年,库斯托与埃米尔·加尼昂共同发明水肺,使用至今 。
目前世界上拥有载人深潜器的只有美国、日本、法国、俄罗斯、中国5个国家 。其中中国“蛟龙”号的设计最大工作深度为7000米 。
但有人潜水器的使用费用令大多数科研团队望而却步,加之载人深潜器在满足深潜技术要求之外,还要考虑海洋学家的生命安全,因此现代深海探索大多数时候依赖于无人潜水器 。
无人潜水器包括遥控潜水器和自主水下航行器 。遥控潜水器是由科考船上的研究人员控制的系留式水下设备,遥控潜水器通常安装摄像机、机械臂、声纳设备和样品容器 。自主水下航行器无需人工控制即可运行,可以通过声呐绘制海床三维地图,测量深海温度与化学物质并拍照 。这两种无人潜水器共同成为了今天深海科考的主力 。


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