解放日报:万米载人深潜,会有什么奇遇

发布日期:2016-10-31 责任编辑:胡崇仪本条信息已被查看了 630设置

(记者 夏斌)中国人何时可以“上九天揽月,下五洋捉鳖”?也许再过4年到6年,这个美梦就能成真。  

日前有报道说,我国正在稳步推进载人深潜项目,预计2020年1月将正式向“最深极”——11000米的马里亚纳海沟发起挑战。两年后,按照载人航天工程“三步走”战略,我们的“天宫”也将完全竣工。  

涉浅水者得鱼虾,入深水者见蛟龙。浩瀚无垠的海洋,既是地球上现存最大动物蓝鲸的家园,也有成群结队的小鱼、绚丽缤纷的珊瑚海草……这样生机勃勃的场景,其实在浅蓝海域就可以看到。而潜入3000米乃至更深的海域,会有怎样的奇遇呢?

1个手指甲盖承受1吨重量

海洋,占据地球表面71%的面积,蕴含着丰富的生物、矿石等资源,以及气候变化、地壳运动乃至基因演变的奥秘。面对这片蓝色海域,人们充满好奇心和探索精神。  

作为较早开展载人深潜的国家之一,美国于1964年建造的“阿尔文号”可以下潜4500米。1985年,它找到了泰坦尼克号沉船的残骸。前苏联的“和平号”潜水器,则来到了6000米海域,其最大特点是“肺活量”充足,能在水下“憋气”20个小时。我国的“蛟龙号”拥有同类型载人潜水器的最大下潜深度——7000米,这意味着它可以在99.8%的海域自由行动。  

一般来说,3500米至6500米的海域称为深海;6500米以下的区域叫作深渊,那里是不为人知的“黑暗禁区”。在国际海洋界,深海载人潜水器一直占据海洋开发的制高点,其技术水平体现一个国家在材料、控制、海洋学等领域的综合实力。  此次我国开展的万米载人深潜项目,名为“彩虹鱼挑战深渊极限”,由科考母船“张謇”号和万米级着陆器、万米级无人潜水器、万米级载人潜水器组成。  

根据分工,无人潜水器充当“探路先锋”,将对深渊海区进行大面积搜索,以摸清区域环境的基本参数。然后,着陆器带着诱饵,“潜伏”在相应海域,执行深海拍摄和捕捉海洋生物等任务。最后,科学家驾驶万米级载人潜水器下到海底,完成手术刀式精细作业。  

下潜深度达到万米,是一种什么感觉?如果把珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶都不会露出水面。那里的海水寒冷刺骨,同时每增加10米,水中物体所承受的压力就会增加1个大气压。如果是在10000米的海底,所要承受的压力将达到1000个大气压,相当于1个手指甲盖大小的面积上需承受约1吨的重量。

“山脉”交错“声音”喧闹 

一个圆锥状的环境观测器,携带7个大大小小的生物诱捕笼,正在一步步接近深海海底。在灯光的照射下,黑色的海水中不时出现漫天飞舞的“雪花”……这些“雪花”,是深海中的悬浮物。海水中各种各样悬浮的颗粒、生物死亡分解的碎屑、海洋生物排放的粪便、大陆水体带来的颗粒等,都是它形成的原材料。  

除了“海雪”,在无边无际的深海中,还生活着其他千姿百态的生物,显得异常热闹。  

在距离海平面3000米的水域,水温常年保持在0℃至3℃之间。不过,这里的水并不结冰。因为密度太大了,水压相当于在一个人身上压了13座自由女神像。再往下100米,就来到了巨型乌贼常常出没的地方。  

过了4000米,光线无法透过,一直暗无天日,植物无法进行光合作用。之前人们以为这样的区域不可能生存动植物,是个毫无生气的“沙漠”地带。然而,上世纪90年代以来,科学家陆续在这块海域发现小型贝类、虾类、鳗类等。同时,这里的许多鱼类都成了“瞎子”,依靠触觉来代替视觉。6000米往下,将看到更为奇异的底栖生物。它们依靠上层海洋沉降的有机质,或与深部地球化学过程相关的化能合成作用维持生命。其中,一些微生物可以利用氢气作为燃料,把二氧化碳转变为体内的有机化合物,同时产生甲烷等副产物; 

甲烷又可以去支持其他微生物的生长需求,更高级的生命再以这些细菌为食,最终形成一个独立于阳光之外的生命网络。  

越往海底深处潜行,似乎愈发显得寂静。不过,借助于载人深潜器中的听音器可以发现,神秘的水下世界其实无比喧闹。在这个黑乎乎的地方,至少生活着3万种动物。它们窃窃私语、伸缩爬行、争抢打斗,煞是热闹。最常听见的是虾和扇贝发出来的,类似敲小鼓的声音。  

到了深海底部区域,人们会直观感受到:大海的底部并不是平坦的,而跟陆地一样,有宽广的“平原”和“高原”,也有纵横相交的“山脉”,以及深达万米的多条海沟。海沟是海洋底部最凹陷的地方,通常位于大洋的边缘。由于松散物的堆积,海沟最深处或海沟底部总有一段平坦的地形,因而万米载人深潜器最终可以稳稳地在这个“最深处”小憩一会儿。

“深不可测”的资源宝库

石油、可燃冰、多金属结核……新奇热闹之外,深海世界还是一个巨大的资源库和基因库。  

以石油为例,海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源,海底的油气如同埋在地里的马铃薯一样等待挖掘。上世纪70年代起,人类逐渐开发水深500米左右的油气。到2003年,海洋油气勘探水深已达3053米。据估计,全球深海区域潜在石油储量有可能超过1000亿桶。  

可燃冰被称为“未来能源”。它是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”,其中甲烷占80%至99.9%。可燃冰矿藏中所含的有机碳总量,相当于全球已知煤、石油和天然气的两倍,可满足人类1000年的需求。不过,开采埋藏于深海的可燃冰还面临许多技术上的难题。这种矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏,有可能造成海啸、海水毒化等灾害。  

在缓解温室效应方面,海洋同样“深不可测”。研究显示,地球上超过一半的生物碳和绿色碳是由海洋生物捕获的。更厉害的是,海洋的“食量”更大:单位海域中的生物固碳量,是森林的10倍、草原的290倍。  

还有一个令人吃惊的发现:海洋底部拥有极为丰富的淡水资源,其蕴藏量约占海水总量的20%。这些淡水存在于海洋深处的原生代岩层,历经数万年渗透精滤,水质天然洁净,且保持水质的活性,富含几十种人体所需的矿物质和微量元素。倘若能对深海淡水进行商业化开采,将为人类解决饮水危机展示光明的前景。  

万米深潜过程中,不时还能看到一些“黑烟囱”。它其实是一种热液硫化物,含有铜、锌、铅、金、银等多种元素。在“黑烟囱”周围,生活着一个珍稀的生物群落——热水生物。研究发现,这些生物非常原始,接近所有生命的共同祖先。为此,科学家提出新的命题:生命是否起源于此?  

此外,由于深海生物处于独特的物理、化学和生态环境中,形成了嗜碱、嗜热、嗜冷、耐压和抗毒等各种极端酶。能否研究利用这些特殊的生物活性物质和代谢机制,也许会成为此次探险回程途中热议的话题。  

(部分资料引自新华社、《中国海洋报》)


(来源:《解放日报》 2016年10月31日)

(宣传部)
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