在大多數人都認為外太空才是人類的最後邊界時,我們必須記得,在地球上仍有不計其數的未竟之事。當漫遊車緩緩行駛在火星表面,當宇宙飛船飛離我們的太陽系,當繞地球軌道飛行的哈勃空間望遠鏡不斷拓寬可見宇宙的邊緣,我們必須記得,我們所在星球的大部分區域,人類從未親眼見過。
深海一直是神秘而永恆黑暗的國度。事實上,我們見到的最常被引用的數據——地球表面的71%,大大低估了海洋的重要性。如果把三維的體積也考慮在內,我們這些「旱鴨子」分得的地球份額會急劇減少至幾乎可忽略不計——不足1%。當我們人類以及所有其他或行走,或爬行,或打洞,或飛行的生物只佔據了地面和天空薄薄的一層時,海洋生物卻暢遊在整個海洋中。
3.3億立方英裡的海水絕大部分都深藏於我們熟悉的淺海之下。據估計,上層陽光帶僅佔全部可生存空間的2%~3%。其餘97%的地球生物圈——有生命存在的區域,都位於陽光永遠無法達到的深海。這是一個極少有人類窺探的世界,是永恆黑暗的國度。
這個藏於深海的環境使其他所有地球上的生物棲息地相形見絀。它蘊藏著可以供給所有生命養分的巨大寶庫,在這個人口增長、面臨資源壓力的時代,我們應當始終記住這一點。地球的整個水供應都是通過海洋進行循環的,一部分水蒸發進入大氣,然後降雨匯集成河流,其餘的滲入海底後經深海熱泉湧出。
事實上,似乎深海才是地球生命所必需的養料和礦物質的交換中心。據估計,它也是數千萬物種的避難所,其中大多數都是人類從未見過的,動物的多樣性比其他任何一個生態系統都豐富得多。地球原始生命很可能起源於深海底部。毫無疑問,為數不多的一些生命形態從海洋遷徙到了陸地。
直到最近,我們發現直接研究深海並不現實。為了觀察深海中的事物,我們需要進入一個比火星更像外星球的世界。古往今來,能夠多次往返潛入海裡的人屈指可數,他們大多是為了尋找海裡的寶藏:精美的貝殼、珍珠或海綿動物。起初,勇敢的潛水員們屏住呼吸下潛,但也只能到達100英尺的深度。即使採用了其他潛水方式,例如藉助蘆葦管或空氣袋呼吸,也沒能增加潛水深度。
直到16世紀,潛水鐘的出現延長了人們在水下的時間:潛水鐘內裝滿了空氣,潛水員們可以遊到潛水鐘內呼吸,而無須返回海面。20世紀30年代,出現了加壓和耐壓的潛水裝具,如沉重的金屬頭盔,從海面上輸送壓縮空氣的軟管等,藉助於這些設備,潛水員可以下潛到500英尺以下。
然而,對於大多數人而言,潛水的深度限制始終為200~300英尺,這是人體能夠承受的極限。如果超出這個深度,過多的氧氣將溶解到人體血液中,迅速產生毒素。需要往復潛入大於200英尺深度的潛水員,會吸入氦氧混合氣,也就是氦氣和氧氣的混合氣體。
後來,工程師們開始建造潛艇,以抵擋深海的巨大壓力。潛艇擁有堅實的外殼,殼內保持1個大氣壓,乘員可以像在陸地上一樣正常呼吸。然而即使是潛艇也會被極大的深海壓力摧毀。目前核潛艇只能夠下潛到1500英尺,僅僅略深於海洋平均深度的1/10,仍有90%的深海超出了它們的作業範圍。
1930年,生物學家威廉·畢比和工程師奧蒂斯·巴頓建造了一個可以載人的新型潛水器,這項發明最終使人類得以突破海洋的淺層陽光帶。他們在百慕達群島(Islands of Bermuda)開始了第一次深潛,那裡也是我的深海探險歷程的開端。那充滿驚喜的幾英裡深的海洋,伴隨著新技術的進步,見證了下潛深度的紀錄被一次次刷新……
直到20世紀70年代,深海載人潛水器才到達了大洋中脊,開始為解決廣泛的科學問題做出重大貢獻。隨後短時間內就出現了一個科考成果的大暴發。其中的一些發現深刻地改變了整個科學領域,我們至今仍沒有完全理解它們的連帶關係。例如,在深海火山口生存著一個奇特的生物族群,生物學家在這些微生物和動物中尋找到了一些地球生命起源的線索。而在探險者乘潛水器到達海底之前,沒有人知道這些生物群落的存在。
難以想像:進入深海的挑戰深海深邃而又黑暗,進入深海是一項獨特的挑戰,而想要活著出來就必須事前認真做好準備工作。首先,深海黑暗無光,那種黑暗是陸地上的任何黑夜都無法比擬的,即使是山洞裡最黑最黑的深處。在那裡,即便是最強的探照燈都無法照得很遠,通常只有幾十英尺。
我們必須忍受的第二個挑戰是,深海的寒冷。在深海靠近海底的位置,溫度通常只有4攝氏度,目前幾乎沒有潛水器能有這麼好的隔熱能力。最後,深海的巨大壓力作用在所有進入其中的物體上。在水下,潛水器每下潛33英尺就會增加1個大氣壓。潛水器在下潛過程中,受到的壓力持續增大:1000英尺處為30個大氣壓,1萬英尺處為300個大氣壓,以此類推。
在海洋最深處,將近7英裡深的地方,大約有1200個大氣壓,平均每平方英寸承受1.8萬磅的重量。相當於一根1平方英寸粗、3600英尺長的鐵棒壓在你身上,會將你徹底壓垮。載人艙是一個空心的球體,簡單地將內外世界分隔開來。球殼必須承受住全部深海壓力的衝擊,即每平方釐米幾百千克的重量。在巨大的壓力下,海水一旦找到了一個突破口,就會從那個小洞像雷射射線一樣噴射進來。那時,艙內的人或被沿裂縫侵入的薄薄的一層水切成兩半。