挑战地球尽头的深渊 马里亚纳海沟
第13版:科技生活·探索
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2021 年 10 月 19 日 星期 放大 缩小 默认  

挑战地球尽头的深渊 马里亚纳海沟

  有人认为,海洋探索其实比太空探索更困难。人类早在上世纪60年代就已登上月球,但迄今为止马里亚纳海沟的尽头还未曾有过人类的足迹。在人类的地球家园上,有许多尚未有人触及的区域,其中大部分位于海洋中,人类目前对海洋的探索不到10%。

  近日,我国在马里亚纳海沟海域捷报频传,不但有全海深载人潜水器“奋斗者”号投入常规科考应用,更有自主遥控无人潜水器“海斗一号”取得世界级成果,填补了当前国际无人深海科考应用的空白。那么,目前已知的海洋最深处是多少?潜入深海有多难?黑暗的海底到底有些什么?

  目前已知的海洋最深处

  如果说地球上只有一个地方有资格被称为深渊,那一定是马里亚纳海沟。

  马里亚纳海沟位于11°20′N,142°11.5′E,即菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底,北起硫黄岛、西南至雅浦岛附近,全长约2800公里,平均宽70千米,为弧形。其形成时间在6000万年前。

  海沟的形成主要是陆地板块与板块之间相向运动造成的,大洋板块相对于大陆板块的水平位置要低一些,板块之间的相互运动使得大洋板块冲到了大陆板块下,两个板块之间的沟渠便形成了海沟。马里亚纳海沟正是太平洋板块往菲律宾板块下面俯冲形成。整个俯冲体系呈南北走向,海底地质运动非常活跃。

  海山火山岩的物质组成及成因等都是全球海洋地质学家研究的焦点,而马里亚纳海沟又是焦点中的焦点。马里亚纳海沟的大部分水深在8000米以上,最深处的地方达6~11千米,也就是说,如果把高度8848.86米的世界最高峰珠穆朗玛峰放入马里亚纳海沟底,峰顶将无法露出水面。海沟深处的区域,被称为“挑战者深渊”。

  马里亚纳海沟里有什么

  马里亚纳海沟水压高、完全黑暗、温度低、含氧量低,且食物资源匮乏,是地球上环境最恶劣的区域之一。但这并不意味着马里亚纳海沟里没有生物。除了乌贼、章鱼、虾、鱼等常见的海洋生物外,还有抹香鲸、大王乌贼这类大型的深海鱼兽。到了两三千米水深的地方还能发现成群的大嘴琵琶鱼,甚至到了水下8000米,也依旧能发现鱼类的踪迹。

  除此之外,地质科学家认为海沟深处还有巨大的缺口。研究人员计算出马里亚纳海沟的俯冲带每100万年会有3000万亿吨的海水被吸入进地壳。海水在不断灌入这些缺口时,还会与空气发生剧烈的摩擦,从而发出怪响。

  马里亚纳海沟虽然是地球深渊,但有研究显示,人类污染已经蔓延至此。2019 年美国探险家维克托在潜入马里亚纳海沟的挑战中,在深达上万米的海沟发现了人类丢弃的包装袋和塑料袋。另外,马里亚纳海沟2000~10000米地段的海水中,微塑料含量比其他开放大洋表层还要高出数倍。

  潜入深海一万米有多难

  一直以来,潜入地球最深海沟的人类屈指可数,难度堪比登月。

  深海是一个高压、漆黑和冰冷的世界,通常的温度是2℃(在极少数的海域,受地热的影响,洋底水温可高达380℃)。海沟底部高达1100个大气压的巨大水压,相当于2000头非洲象站在一个人身上,就算是坦克也会被瞬间压扁。因此,需要非常结实的材料制成的潜水器和载人仪器,比如新型钛合金Ti62A。想用这种高强高韧钛合金制作载人仪器,还须克服加工难的问题。同时,进入深海后没有任何光源,需要克服心理上的障碍,才能继续不被未知的恐惧所吞噬。

  1960年,人类第一次下潜到马里亚纳海沟底部,而后日本与美国水下航行器多次下潜至“挑战者深渊”。2012年6月中国载人潜水器“蛟龙”号在马里亚纳海沟进行了第一次试潜最终成功潜入水下7062米。2016年6月22日至8月12日,我国自主研制的“海斗”号无人潜水器在马里亚纳海沟下潜至10767米,标志着我国的深潜科考开始进入万米时代。从此万米深海不再是我国海洋科技界的禁区!

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  “奋斗者”号投入常规科考应用

  我国自主研发的全海深载人潜水器“奋斗者”号,近日已在马里亚纳海沟正式投入常规科考应用。

  “奋斗者”号由“探索一号”科考船搭载,曾在马里亚纳海沟的“挑战者深渊”开展载人下潜海试,并成功坐底10909米。该潜水器重约36吨,额定载员3人,可在万米海底连续作业时间不低于6小时。本次下潜作业期间,“奋斗者”号共下潜28次,其中7次到达万米深度开展作业,采集了多个种类的深渊水体、岩石、沉积物及生物样品,并开展搭载沉积物保压取样装置海试等作业任务,目前已顺利返航海南三亚。截至目前,我国已有19人搭乘“奋斗者”号在马里亚纳海沟“挑战者深渊”下潜超过万米海深。

  “海斗一号”取得世界级成果

  在刚刚结束的我国马里亚纳海沟深渊科学考察中,由中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器取得世界级成果,在国际上首次实现了对“挑战者深渊”西部凹陷区的大范围全覆盖声学巡航探测。

  “海斗一号”作为一款自主遥控无人潜水器,具有独特的“三合一”多模式操控和作业模式,同时具备多种类型潜水器的本领,既能大范围自主巡航探测,又能实现实时定点精细观测,还能够通过所携带的机械手采集样品。其成功应用,表明了我国全海深无人潜水器正式跨入万米科考应用的新阶段,填补了当前国际上全海深无人潜水器万米科考应用的空白。

  0米

  海平面,海拔高度的起点。

  20米

  未经专业训练的普通人所能下潜的最大深度。在这里敲开一个生鸡蛋,蛋清蛋黄会完整地悬浮在水中。

  40米

  专业潜水员下潜的深度。

  500米

  蓝鲸能够下潜至此。

  1000米

  海平面的光线无法到达这里,从这里往下是永恒的黑暗。部分深海鱼开始用自身发光器或发光遥体来发光。很多生物不具备视觉。

  2250米

  抹香鲸和大王乌贼能下潜的最大深度。

  3800米

  泰坦尼克号沉没在这里。

  6000米

  深渊的起点,如果没有任何保护,人会被这里的水压瞬间挤碎。

  7062米

  2012年中国载人潜水器“蛟龙”号到达的深度。

  8200米

  非常黑暗和寒冷。这里水压相当于1600头大象的体重,只有太谷蜗牛鱼能承受。

  10909米

  中国“奋斗者”号载人深潜器到达的深度。

  10928米

  短脚双眼钩虾生活在这里。美国探险家维克托下潜至此,发现人类垃圾。

  11034米

  斐查兹海渊,目前已知马里亚纳海沟最深处。

  (本报综合)

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