|
! i; d# U2 |, V7 Q. t+ r2 j3 S 深海充满神秘色彩,探索深海一直是人类的梦想。历史上,人类对深海的认知非常有限。进入20世纪,随着深海探测技术不断突破,人类才慢慢揭开深海未知世界的神秘面纱。
: w& Y+ Y/ _" H; p- X( ? 从海洋外面探索海洋
, U# W# w' U/ j- Q 全球海洋平均深度约3680米。通常将海平面200米以下水深的黑暗海域称为深海,所以大洋95%是永恒的黑暗。深度每下降10米,就会增加一个大气压,全球洋底平均有300多个大气压。黑暗无光、海水压力巨大、海底地形复杂,想要进行深海探测,就必须发展相应的技术。
4 _8 ]$ e: i( n1 n( {5 G6 ^ 20世纪30年代,人们开始使用物理波通过远距离非接触的方法,从海洋外面来探索海洋。20世纪中期,遥感技术的发明带来了海洋探测手段的革命。利用遥感技术,科学家能够从空中对海洋进行大面积观测。但是遥感的电磁波局限在探测海洋的顶层,进入不了深海。之后,能在海水中自由传播的声波,成为海洋水文测量和水下通讯的主要手段。对海底地震波的追踪,也成为探索海底地质结构、揭示地球内部物质组成的重要手段。 0 \+ v0 a2 y" D& m
进入海洋内部的深潜技术 2 t# P1 b6 ~8 u) d0 l. d6 S3 h' |
首先为人类进入深海提供“入场券”的是深潜技术。最早的深潜器是两位美国科学家乘坐的空心潜水球,1930年在百慕大首次成功下潜到水下183米。1960年,瑞士人设计的“的里雅斯特”号深海潜水器,承载两人深潜到马里亚纳海沟的10916米处,停留了20分钟,一举打破深潜的最高纪录。此后,又逐步出现能够在水下移动、采样,具有探测功能的深潜器。目前,世界上只有中国和美、法、俄、日5个国家拥有载人深潜器。 # t) |# g% b! i
近年来,我国自主设计和研制的“蛟龙”号、“深海勇士”号和“奋斗者”号深潜器累计下潜超过1000次,下潜深度覆盖了大洋纵深万余米的“全海深”。我国还陆续研制出应用范围更广的无人深潜器和深海机器人,包括遥控水下机器人、自主水下机器人、混合式自主遥控水下机器人、水下滑翔机等,初步建立起全海深潜水器谱系,具备了全海深探测与作业能力。
^3 V1 X+ W0 f4 V1 D9 g, q' r% ~$ x+ q& W4 C: x2 |5 J& m$ R1 e
来百度APP畅享高清图片 0 p/ E: W& z9 r# S/ v: x
图为2023年5月26日,潜航员为“深海勇士”号载人潜水器解开与“探索一号”科考船相连的缆绳,为载人潜水器下潜做准备。新华社记者 蒲晓旭/摄
7 {# K0 p% w6 ~/ s
7 Z/ |8 ^2 Q3 H$ w# w# M, s5 r 8 g$ F* {% ?6 U$ X8 p4 T9 C
“下海”加“入地”的大洋钻探 ' a) Y& M5 [6 j8 W; E
在深海海底钻探地壳,涉及深海探索中难度最高、耗费最大的技术。
$ t/ d) v3 c+ p 国际大洋钻探计划是由全球20多个国家参与合作的国际研究计划,1968年正式运作,半个多世纪以来在全球各大洋钻井4000多口、取芯(即对地层进行岩石取样)超过49万米,所取得的研究成果证实了海底扩张等理论,揭示了深海极端生命和资源的奥秘,从根本上改变了人类对地球的认识。 5 K" s( h7 \' Q9 M9 j" F. W) j
1998年,我国加入国际大洋钻探计划。1999年,我国科学家自主设计和主持的第一个南海大洋钻探航次,实现了南海深海钻探零的突破。2014年到2018年,我国又相继完成3个钻探航次探索南海成因,使南海成为大洋钻探研究程度最高的边缘海。 / Q! |1 z+ Q- n# Y! |) o. o
从深海打钻探索地球内部是科研发展趋势,未来,大洋钻探在深海和地球科学中的地位还将继续攀升。
4 Y+ j* O* V0 X+ Q$ b! b) V 常驻深海的海底观测网
' q. K0 e4 L3 | [/ b# R 深海观测,不仅需要从海面向下探索,而且需要从海底向上观测。海洋科学也不满足于短暂的考察,而是追求进入海洋内部进行原位的长期连续观测。于是,海底观测网应运而生。
8 E2 { T$ J4 e# h$ X4 y+ [ 海底观测网将各种传感器放到海底,用光电缆联网接到岸上,把测量所得信息传送回来。传感器与穿梭在节点之间的自主水下机器人、着陆器等多种设备配合运行,构成功能强大的深海观测系统,直接在水下分析信息,从而实现从海底到海面全天候、长期、连续、实时、综合的原位观测。
+ C% b' F% X" _( o 海底观测网是21世纪的新事物,第一个大型观测网是2009年在加拿大建成的“海王星”网。2015年,日本建成缆线长5700千米的海沟海底地震海啸观测网(S-net),专门预警地震海啸。2016年,美国的海底观测网(OOI)投入使用,包括区域网、近岸网和全球网三大部分,是目前规模最大的海底观测网。我国也已经启动了大科学工程,汇集各学科、各领域、各层次科技资源,正在东海和南海建造海底科学观测网。
/ x3 Q+ B) _- ~3 v# y/ U$ Z& C “深潜”、“深钻”、“深网”合称“三深”,构成当前进入深海内部进行科学探索的主力。经过近一个世纪的探索,人类极大拓展了对深海的认知。
9 V2 l% r/ ~% @* W% w0 ?4 G' ] 更多阅读:汪品先《深海探索:更好认识海洋》
/ }7 R* B& K( j/ f7 `! b' r (策划:刘名美 审核:李艳玲)返回搜狐,查看更多 7 z/ w+ ~& L- @
- s8 a9 K; r! u5 m0 q! \3 }# ~. ?
8 I/ _& z2 U1 Z4 R, r3 l1 M 责任编辑: ! l/ G1 {2 h" p5 D5 s
F* A% v0 @& K8 a+ k( u
9 P; ~- R' x4 L8 L7 l& s0 V
/ F7 ]/ h$ E7 _) @
& U g" e4 S1 i
|