前段時間，大家都被一個來自深淵的消息刷屏了：
11月10日8時12分，我國全海深載人潛水器「奮鬥者」號在馬裡亞納海溝成功坐底，深度10909米。
圖源：China Daily
馬裡亞納海溝沿太平洋海底綿延2500公裡，寬70公裡，最深處接近11000米。海溝底下水壓極高，陽光完全無法到達，漆黑一片，是地球上環境最惡劣的區域之一。
那麼，科學家究竟為何要拼了命往這危險的深溝裡鑽？
2017年8月16日：「深海勇士」號4500米，不同深度總計28次下潛
2020年10月27日：「奮鬥者」號，10058米
2020年11月10日：「奮鬥者」號，10909米
科學的發展總與人類不停的觀察探索聯繫在一起。時至今日，人們不再困惑列文虎克為什麼孜孜不倦磨玻璃片只為看清那些微小的生命，因為大家知道微生物與人類息息相關；人們不再困惑為什麼要發射火箭探索太空，畢竟我們就算一時半會登不上火星參觀也都沐浴在通訊衛星的恩澤下。
同樣的，任何一個前往未知領域的宏大目標都需要跨學科合作，需要多種高精尖技術的精密配合，需要人們去突破已有的極限。例如「奮鬥者」號為了對抗深海的極端環境，就用上了不少突破性的「黑科技」。
首先隨著水深增加，水壓會越來越大。
人類僅用腳蹼進行自由潛水的深度記錄是130米（426英尺6英寸）。而使用水肺的潛水深度記錄為332.35米。
圖源&數據：金氏世界紀錄 guinnessworldrecords.com
海洋哺乳動物要比人類潛水員厲害多了。像大家熟知的抹香鯨能下潛到2000米的深海覓食，但它們還不是潛水冠軍，海洋哺乳類的最深潛水記錄由柯氏喙鯨保持：2992米！它們同時保持著3小時42分鐘的潛水時長記錄。
圖源：National Oceanic and Atmospheric Administration
而深海魚類的記錄由馬裡亞納海溝的獨特物種：馬裡亞納獅子魚（Mariana snailfish）保持。人們曾在8145米的深度捕捉到它們的畫面。在一萬米以下的海域也不是一片死寂，小型端足類動物依然生活在那兒。
一隻馬裡亞納海溝35,820英尺（約10917.94米）處捕捉到的端足類動物
圖源：nationalgeographic.com
然而在10000米的水深處，水壓會大到仿佛一個人背上站了2000隻大象。要把人類送到這樣的地方，「奮鬥者」號用一個堅固的球形艙來保護駕駛員。製作球艙的材料是抗壓、抗斷裂、輕便又耐腐蝕的新型鈦合金，由我國自主研製。有了材料遠不是終點，還需要將其以極其精密的工藝焊接、組裝起來，其中的技術革新會有廣泛的應用前景。
國產 TC4ELI 耐壓球殼，圖源：大深度載人潛水器耐壓殼結構研究現狀及最新進展
解決了怎樣沉下去，還得解決怎樣浮起來。人要浮起來套個救生圈就好了，可這類漂浮物帶下深海老早就會被水壓壓爆。因而「奮鬥者」號用的是固體浮力材料，它是一種特殊的泡沫塑料，由成千上萬個納米級大小的玻璃微珠組成，使得深潛器在拋掉鐵塊載重物後能迅速上浮。
理化所空心玻璃微珠光學顯微照片與300×400×100mm標準浮力塊
圖源：深水固體浮力材料研究進展
另外在深海中，「奮鬥者」號怎樣與海面的「探索一號」支持船和「探索二號」保障船保持聯繫呢？
這可不是掏出手機就能解決的，因為電磁波在水中會有很大的衰減，必須採用把信息添加到聲波中的水聲通信技術。此次「奮鬥者」號搭載的升級版水聲通訊系統甚至能通過不同的頻段來傳輸文字、圖片與視頻。
「奮鬥者」號與母船通訊
圖源：央視新聞
「奮鬥者」號的探索意味著我國載人潛水器已經具備覆蓋全球海洋100%海域的作業能力。這對開發海洋資源，尋找海底的礦物、沉積物與深海生物都具有重要意義。畢竟人類至今只探索了5%的海洋。
順便一提，2019年英國科學家在馬裡亞納海溝底部發現了塑膠袋，一些生物甚至在吃塑料，這對海洋汙染是一個警醒。但無論尋找知識、資源還是警示，都是人類探索危險未知領域的意義：我們藉此認識地球，思考人類自身的命運與未來。
本文作者：萬三，曾為檢疫犬訓導員，一個想開飛機的古典音樂博主。
鳴謝：上海科技館何鑫博士、同濟大學海洋地質國家重點實驗室黨皓文博士、中國科學院上海技術物理研究所郭瑋宏博士為本文提供科學指導。
[1] 央視新聞：名列「潛」茅！「奮鬥者」號如何承受萬米深潛重壓？
[2] Nicola J. Quick, William R. Cioffi , Jeanne M. Shearer , Andreas Fahlman and Andrew J. Read, Extreme diving in mammals: first estimates of behavioural aerobic dive limits in Cuvier’s beaked whales [J]. Journal of Experimental Biology (2020) 225, jeb222109
[3] Paul H. Yancey, Mackenzie E. Gerringer, Jeffrey C. Drazen, Ashley A. Rowden, and Alan Jamieson, Marine fish may be biochemically constrained from inhabiting the deepest ocean depths [J]. PNAS March 25, 2014 111 (12) 4461-4465
[4] New record for deepest fish - BBC NEWS
[5] Creatures in the deepest trenches of the sea are eating plastic - nationalgeographic.com
[6] 朱敏, 武巖波. 水聲通信技術進展[J]. 中國科學院院刊, 2019, 34(3): 289-296
[7] 李文躍，王 帥，劉 濤，沈允生，葉 聰 ，大深度載人潛水器耐壓殼結構研究現狀及最新進展 [J]. 中國造船 2016年3月, 57卷第1期