令人神往的海洋秘境

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  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,是被大陆包围的海。地中海比内陆海深,深人大陆,位于几个大陆中间,也被称为陆间海,如地中海、加勒比海。
  洋是海洋的主体,约占海洋面积的89%,水深一般较深,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个大洋,即太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。
  从古至今,海洋令人类无限神往。它“海纳百川,有容乃大”,里面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,时而恐怖阴森;它让诗人才情四溢,让画家丹青绚烂,让军人激情豪迈,让航海家痴迷癫狂,让科学家孜孜探索……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,人类对海洋的认识仍十分有限,对深海的认识更加不足,对深海之深渊。所知更是微不足道。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。
  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米就會增加一个大气压,在水深1万米的地方,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,人们因采集贝类、藻类等海洋生物为食,对海洋产生了朦胧的认识。随着采集海域的范围和深度逐渐增加。人们慢慢由岸边潜人近岸的海底世界,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异宝的神秘所在。尤其当人们发现了珍珠、红珊瑚、砗磲(chequ)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,持采珠篮沉入水中,带上锡制的弯管,管的末端开口对准口鼻以便呼吸。古时由于潜水技术不发达,“采珠人”常常九死一生。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。
  1952年,奥古斯特·皮卡德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,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1万多米。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触底时激起了沉积物,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就不得不匆匆返回水面。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所重视,出现了美国的“阿尔文”号、法国的“鹦鹉螺”号、俄罗斯的“和平”一号与“和平”二号、日本的“深海6500”。中国也紧随其后。2012年,中国的“蛟龙”号潜水器在马里亚纳海沟成功下潜至7062米,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。
  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,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。但是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。
  上海海洋大学深渊科学技术研究中心,正致力于研发一台3人作业型全海深(1.1万米)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1.089万米,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。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1万多米的马里亚纳海沟。
  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,广阔的海底还存在着大量可燃冰、锰结核、石油等资源,为解决人类未来发展所需资源问题提供了巨大的可能。因此,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。
  (选自《百科知识》2019年第10期,有删改)
  (插图/千秋叶)
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