「奮鬥者號」坐底馬裡亞納海溝,人類如何一步步潛入深海

2020-12-22 中國青年報

澎湃新聞記者 羅 昕

11月10日8時12分,中國「奮鬥者」號載人潛水器在馬裡亞納海溝成功坐底,坐底深度10909米。

奮鬥者號是中國研發的萬米載人潛水器,於2016年立項,由蛟龍號、深海勇士號載人潛水器的研發力量為主的科研團隊承擔。今年6月19日,中國萬米載人潛水器被正式命名為「奮鬥者」號,它融合了之前兩代深潛裝備的優良血統,不僅採用了安全穩定、動力強勁的能源系統,還擁有更加先進的控制系統和定位系統,以及更加耐壓的載人球艙和浮力材料。

「深海是人類在地球上了解最少的區域,深海地下更是一片未知世界。」海洋地質學家、同濟大學教授、中國科學院院士汪品先如是說。他被譽為「中國深海研究發起人」「深海勇士」,於1999年在南海主持中國海首次大洋鑽探,開我國深海科學鑽探之先河;2011至2018年,他主持了我國海洋科學第一個大規模的基礎研究計劃「南海深海過程演變」,使南海進入國際深海研究前列;2018年,他又以82歲高齡深潛南海,發現深水珊瑚林。

在得知中國「奮鬥者」號載人潛水器在馬裡亞納海溝成功坐底後,他感慨道:「我們中國這一百多年來,在海上也吃了很多虧。最近十來年,中國對海洋的發展非常重視。更重要的,海洋是人類未來發展的前景,現在的海洋經濟已經逐漸從表層網海底移動,海洋經濟的中心在下移。國際上對海洋的爭奪也越來越劇烈。我們中國應該加強海洋文化。希望大家一起關心海洋,學習海洋,探索海洋。」

汪品先

不久前,汪品先以最新收集資料創作的科普類圖書《深海淺說》由上海科技教育出版社出版。《深海淺說》共八章31節,附圖150幅,從深海的基礎知識一直講到深海的開發利用,說明海洋既不能當作聚寶盆,也不該用作垃圾桶。在學術方面,這本書也力求深入淺出,多用插圖,既能反映國際科研的最新進展,又能追溯歷史、揭示科學發現的過程。

從古代起,人類就對深海充滿好奇。而進入深海困難重重,不但有呼吸的問題,還需要承受巨大的水壓力,每加深10m增加一個大氣壓。最早也是最簡單的辦法就是屏住一口氣下潛,這種「沒水採珠」的古法下海,明朝《天工開物》裡就有記載。

但這種不靠任何設施的下潛深度有限,能到30m深就很了不起,從生理學來說100m就是極限。如果想要進入深海,尤其是要進行較長時間的考察,應當在某種容器裡潛入海底。據悉,最先出現的這種容器,是17至18世紀發展的裝備「潛水鐘」。潛水鐘的形狀和材料可以不同,關鍵是鐘的上部有空氣,可以供潛水者在水下呼吸而不需要回到水面。

而真正建造科學探索的深潛裝置來自20世紀。1930年,美國海洋生物學家畢比和工程師巴頓鑽進鋼製的潛水球,下到了百慕達海域的183m深;1934年他們的潛水球又下到了923m的深水,並且在那裡停留了3分鐘。當時,這一壯舉轟動了全球。

1953年,奧古斯特·皮卡爾提出把氣球的原理移植到深潛技術上,在鋼球之上另加一個裝有汽油的浮體,不靠吊索而是靠浮力上下,實現了技術上的突破,這就是「迪裡亞斯特號」深潛舟。1960年,奧古斯特·皮卡爾的兒子、工程師雅克·皮卡爾和美國海軍軍官沃爾什乘坐「迪裡亞斯特號」下潛到太平洋馬裡亞納海溝水深10916m的海底,這是人類第一次下潛到了地球表面的最深處。

早期的深潛器,A為1930年的潛水球,B為1960年的深潛舟

經過五六十年的發展,深潛技術早已今非昔比,萬米深潛已經不再那樣艱難,馬裡亞納海溝的萬米深度也已經不再那樣神秘。我國深海科技起步較晚但發展迅速。2012年,「蛟龍」號載人深潛器下潛至7062米,創世界同類作業型潛水器最大下潛深度紀錄。2017年,4500米型的「深海勇士」號載人深潛器正式投入使用,國產自主率超過95%。此次「奮鬥者」號坐底深度10909米,代表著我國正邁向國際深潛設施製造前列。

當前世界上超過3000m深淺能力的主要深潛器,黃色表示不載人

在中科院院士、中國科普作家協會理事長周忠和看來,東西方在海洋文化上的差異,有著幾千年的深遠歷史根源,這種差異不僅影響了近幾百年來中國的歷史遭遇,還影響著學術界的思維傳統和科學創新對於深層次文化層面的問題。

海洋科普在這個意義上迫在眉睫。北京大學海洋研究院院長周力平對《深海淺說》有很高的評價:「它以深海研究的歷史為引子,用生動易懂的語言由淺入深地介紹深海研究的一系列重要發現:深部生物圈、熱液與冷泉、大洋鑽探、海底地震與火山、深海礦物與生物資源……每個知識點的背後,均有眾多的案例和小故事進行支撐,讓沒有相關背景知識的人也能輕鬆理解,堪稱真正的深海『淺』說。」

科普類圖書《深海淺說》由上海科技教育出版社出版

來源:澎湃新聞

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