海洋工程

艰难的深海遨游下

 

写完《艰难的深海遨游》(上),我偶然读到汪品先院士写的《深海浅说》一书。说实在的,科普书籍是比较难打动读者的,然而这本书深深感染了我。汪品先是中国海洋研究委员会主席、国际海洋联合会副主席、古海洋学专家、国家自然科学奖获得者,曾主持我国首次大洋钻探。他是真正懂得深海的科学家,在深海“遨游”已经几十年了。

于是,我不由自主写起《艰难的深海遨游》(下),这是推介,是读后感,更是一种钦佩,以飨读者。

欲知天高“海”厚

人类是陆生动物,早先不知道,也不关心海洋究竟有多大。直到16世纪的大航海时代,人类才解决了“海洋有多大”的问题。至于海洋有多深,这个问题就不是航海能解决的问题了。航海者从来是怕浅不怕深,海上行舟担心撞上暗礁浅滩。至于海底有多深,从来不放在心上。

古希腊人认为深海是没有底的,英文里管深渊叫abyss,词源就是希腊文的“无底”,因此,“大海多深”就成了个伪命题。

我们常说“不知天高地厚”,其实我们更加不知天高“海”厚,大海是非常非常“厚”的。大海究竟有多“厚”?19世纪,人们在麻绳上系上重物往海里抛,待重物触碰海底后收回来,量到的绳子长度便是水深。这样的测量很原始,可靠性也差。

现在所说大洋海沟几千米的真实深度,都是用回声测深的方法测出的,不是用测量绳测得的。海底地形的测深技术,从用绳子测点,到声波测线,再到遥感测面,经历了三部曲:点——线——面。

到了20世纪,人们根据面积和水深,总算知道了海水总量:13.3亿km3,真正巨无霸!13.3亿 km3是什么概念?打个形象的比方,长江每年不是有大量的江水流入大海吗?要140万年日夜不停地流入才能把大海灌满。

长江从高到低,从海拔几千米到江口的零海拔,奔流到海不复回。至于大海深层的海水,似乎不受什么高高低低影响,更何况深海的大气压还那么高,深海的海水基本是不太流动的吧?错!深海也有海流,只是它们不像河流那样有固定的路径、固定的河道,深层海流是以涡流形式出现的。

驱使海水流动的无非是两个,一是风力,二是潮汐,航海者都知道得一清二楚,因为航海要看风力和潮汐的“脸色”。航海者不熟悉的是风力作用也可以达到深海,潮汐作用的深度也是不可估量的。除此之外,还有一个影响因子是海底的地形,海水流动时会遇到海底地形的阻拦,会发生摩擦,于是推动了深部海流。深层海流的运动机制是一个新命题,人们至今对它的了解甚少。

早期的人类认定深海是“三无”世界:无光线,无生命,无运动。直到几十年前,人们还认为深海是个静寂的死亡世界。现在通过考察证明,除了“没有光线”是对的,其他两个认定都错了:深海有生命,也有运动。

要到海里去,古时候的办法是“没水采珠”,屏一口气,然后扎一个猛子,捞到了珠子,浮上来换气,明朝的《天工开物》里就有这样的记载。但是,这种潜水是潜不了多深的,因为扎下去后,潜水员很快就会返回海面换气;还因为每深潜10 m就要增加一个大气压,人是受不了很大压力的。

到了17世纪,人们终于发明了潜水钟;到了20世纪,人们发明了钢球壳潜水器;到了1960年,瑞士海洋学家皮卡德和美国海军军官唐,钻进直径1.8 m的球形深潜器,以1 m/s的速度下潜,5 h后,终于到达海底,据说深度达到 m。那么,他俩捞到海底的泥了吗?没有。他俩拍到深海小鱼的照片了吗?没有。他俩是否出舱遨游了?也没有……于是,这些记录和数据只能是一家之言。科学考证必须一板一眼,不能“毛估估”。到了1964年,才有人发明的载人深潜器“阿尔文号”,它是钛合金的,可以同时坐3个人。到了1987年,苏联的“和平1号”深潜器已经可以下潜到6000 m的深海之中。

令人振奋的消息是:2020年11月10日,中国“奋斗者号”深潜器成功在马里亚纳海沟坐底,创造了 m的载人深潜的新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平,它的载人舱球壳可搭载3人,也是世界上最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳。

冷泉、热液和“黑烟囱”

人们终于可以潜入深海了,潜入之后影响最大的是发现了深海热液。浅海是冰冷的,太阳暴晒也不管用,深海不就更加冷冰冰了吗?不,那里的海水不都是“冷酷无情”的。

1888年,俄罗斯船在红海600 m深处发现温度异常;1894年,瑞典船也发现了那个地方温度高,海水还特别咸;到了1965年,美国船在那里采集了底泥,温度竟然高达54℃,烫手……怎么会那么烫?热液的喷口在哪里?要找到它,用得到一个成语:海底捞针。

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