海洋,有两个月亮和两个火星加起来那么大。

你知道吗?在这茫茫的蔚蓝色海洋下,

有连绵起伏的山脉,宽阔的海盆,

还蕴藏着巨量的矿产资源和生物基因资源。

为什么要探索深海

现如今的地球模型

每个国家都有自己200海里(1海里约为1.852千米)的专属经济区,在大陆架和专属经济区之外的区域就属于国际海底。国际海底的面积占地球表面积的49%,近一半。这个区域不属于任何国家,任何国家都没有主权,里面的资源是全人类的共同财产。但是,谁先调查,谁先勘探,谁就有优先开采权。每个国家都可以向国际海底管理区申请矿区,开采之后的一部分必须交给国际社会共享,但是大部分可以属于开采国。而这,也就是我们探索深海的理由之一。

如何将科学家“送入”海底

探索深海需要先进的科考设备,随着技术的进步,我们已经有了拖网、可视抓斗、水下机器人等。但是,有很多详细具体的信息需要我们近距离去看看。那怎么把科研人员送下去呢?这时就需要载人深潜器,就像我们把航天员“送上”太空一样,我们需要把科学家“送入”海底。

中国是世界上第五个掌握载人深潜技术的国家,2009年研发成功的蛟龙号载人深潜器,最深下潜深度达7062米。之后,经过4年的海试,蛟龙号于2013年首次执行科考任务,笔者有机会参加了它的首次科考。

蛟龙号载人深潜器和它的初始母船向阳红09船

01

去海底的“外太空”做什么

载人深潜器的应用主要集中在海洋生物和海洋地质。在出发前几个月,就会确定好航次的调查任务,如:在什么海域作业,执行什么样的任务。

除了采集矿产资源样本和生物样本之外,还需要采集岩石样本。岩石,就像地球内部的探针一样,可以用来反演地球内部岩浆作用。大地构造运动会留下不同类型的岩浆记录,岩石圈的消亡和新生就如同人体的新陈代谢。所以,岩石好比是我们研究人体时的血液取样,分析里面的元素含量就如同分析血液里面的红细胞和白细胞。

以俯冲带的岩石取样为例,我们可以取到橄榄岩、辉长岩和玄武岩。通过对这些岩石进行研究可以推演地质历史上板块的构造演化,建立构造演化模型,从而帮助我们认识过去发生了什么。

俯冲带橄榄岩样本及显微镜下矿物照片

02

一次深潜是如何进行的

在深潜的前3天,潜航员会给你发一个背包,小读者们可以猜猜这个包里有些什么。

吃的?是的,有用来补充能量的巧克力和坚果,除此之外还有一条御寒的毛毯。海面有20多摄氏度,但是海底的平均温度只有1~2摄氏度。载人舱的直径只有2.1米,空间很狭小,里面还有高清拍摄系统和生命支持系统等复杂的设备,因此这里面是没有卫生间的。所以,从下潜前一天的傍晚开始就不能喝水了,当天早上也只吃1个煮鸡蛋和几块饼干。这样才可以保证在一整天近10个小时的作业过程里,不用考虑上厕所的问题。

早上8点半入舱,之后A型架用吊缆把我们吊到海面上,水手再开1个小艇跃到蛟龙号的背上,把吊缆解掉,全程无绳无缆地自由下潜。在完成海底作业任务之后,再自由上浮。

下潜5米时,阳光透下来,海水湛蓝,水面是一个个透澈的凸起,来回地晃荡,泛着白光。

50米的时候,窗外的浮游生物像暴雪一样冲我们袭来,一副“海雪”飘飘的景象。

300米的时候,窗外就很黑了,但是还能看见机械手。

到350米的时候,就有发光生物了。第一只发光生物出现时,像流星一样从笔者的观察窗前划过,后来慢慢出现了很多发光生物聚在一起,之后又一下子散开去,就像夜空绽放的烟火。

一路观察取样,可以看到很多形态各异的生物。比如粉色的半透明海参,它看起来很柔软,但是却能抵抗非常大的水压。我们是在2700米的海底发现它的,这个深度的水压相当于270个标准大气压(人体最多能承受3个标准大气压强)。还有十二腕海参、带刺海参、鲜艳欲滴的海葵、白玫瑰一样的玻璃海绵、六腕海参等生物。有一种像丝袜一样的海绵,形态像极了一只长筒袜,如同一丝丝银线织就,我们给它取了个外号叫作“丝袜海绵”。

各种地质和生物样本都取到之后,再抛载上浮。

除了科研任务之外,我们还做了一个小的科普实验。把泡沫做成的小鱼、小熊等带到海底,回来之后,它们都变成了右图中约1/5的大小。这说明海底的压力是非常大的,同时也说明海底的压力是四周均衡的,因为它们只有变小,没有变形。

泡沫在海底压缩前后对比

在海底还能找到什么

海底资源有很多种,例如:在海盆有锰结核(铁、锰氧化物的集合体)和稀土资源,在洋中脊有多金属硫化物资源。在洋中脊热液区,矿产资源的金属含量很高,尤其是铜和锌的含量,可以达到陆地的600多倍。除了矿产资源之外,更重要的是它的生物基因资源——黑暗生物链。在幽深的黑暗海底,还存在一个生命的天堂。陆地上的万物生长靠太阳,但是在深海,没有阳光,没有光合作用,这些生物是靠化能合成的。

海底主要资源类型及其分布示意图

如今,深海勇士号、奋斗者号、蛟龙号载人深潜器已经进入业务化运行,每个潜次可以携带两名科学家下潜,大大提高了作业效率。相信在未来,越来越多的海底奥秘将一一被人类揭开,也希望有越来越多的青少年加入海洋科考的行列。

责任编辑|王佳颖 岳焕琦

运营编辑|岳焕琦
质量审核 | 赵青云 王维嘉
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《蓝色国土“寻”游记》,文图 / 唐立梅(自然资源部第二海洋研究所海底科学实验室),原文有删改,原创作品转载请注明来源。

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