书城童书探险的世界(科学知识大课堂)
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第24章 海洋探秘(3)

此后,深海探秘并未结束,而被陆续问世的深潜器——深海明星群所揭示。1962年5月9日,法国的“阿基米德”号成功地完成了太平洋上另一条海沟——堪察加海沟的探险,并创造了海底历行3小时的深海探险史上的奇迹。接着,1973年,法国的“阿基米德”号和“西安纳”号与美国的“阿尔文”号,这三艘深海明星又经受了大西洋底部的深谷历险,不仅证实了魏格纳的大陆漂移学说,也证明了人类有能力去深海探险,深化对海底世界的认识。

如今,我们可以自豪地说,小型的海底城市已由理想变成现实。到目前为止,水下居住舱在海底停留最长时间达7个月之久。那一次,有50多名科学家和潜水员分期分批地参加试验,其中有5名女性成为第一批海底女居民,深度为300米左右。为了使水下居民能自由地在海中漫游,科学家们正努力研制人工鳃,以便有朝一日,人能像鱼儿一样呼吸水中的氧气,而把现有潜水员用的气体钢瓶和复杂的呼吸气体革除。到那时,人类将成为海洋世界的主人。

一场向海洋进军的战斗已经打响了!

鲜为人知的海底平顶山

深邃漆黑的海底究竟是什么样?长期以来科学家进行了不懈的探索和研究,并已证实:水下世界中不仅有崇山峻岭,还有河流以及喷泉等。在无数海底山脉中,有一些与众不同的山峰,它们的顶部是平的,这就是所谓的“海底平顶山”。这种奇特的山是怎么被发现的?它们又是如何形成的?科学工作者为此付出了艰辛的劳动,终于揭开了个中不少奥秘。

第二次世界大战期间,美国普林斯顿大学教授、著名的海洋地质学家、航海探险家赫斯出于对法西斯的满腔仇恨,毅然放下自己所喜爱的教学与科研工作,参加了海军。不久,这位昔日的教授被授予上校军衔,并担任了“开普·约翰逊”号军舰的舰长。赫斯是一位颇具传奇色彩的人物,即使在战事紧张的时候,他也经常忙里偷闲,不断搜集海洋地质方面的资料。

没过多久,“开普·约翰逊”号军舰奉命开赴太平洋担任巡逻任务。赫斯得知后大喜过望:

正好可以利用军舰在太平洋游弋的机会,获取横越太平洋的测绘图面的数据。这天,“开普·约翰逊”号正航行在夏威夷到马里亚纳群岛一带。突然间,赫斯以科学家敏锐的洞察力发现,这里的海底山峰与过去发现的海底山峰截然不同:许多山峰的顶部像被利刃切掉一样,顶平如面,宛如光滑、齐整的露天舞台;而且这种平顶山不是一两座,而是数十座。赫斯通过进一步探测、研究还发现,平顶山的山坡陡峭,坡度可达二三十度,其中尤以山腰最陡,而山腰下多为缓坡,有的还呈阶梯状。

经测量,大多数平顶山峰到洋面距离为1000多米。这些平顶的直径一般从几百米到20~30公里。洋底平顶山峰以其特殊的形状成为海上航船的“灯塔”,只要在航船上配置一幅精确的反映这些洋底山峰的分布位置和水深情况的海图,使用方位和回声探测仪,就可以准确地测出船位。赫斯很想做进一步研究,以揭开这个谜,可是频繁激烈的战争使他不得不暂时放弃这个念头。

第二次世界大战的战火刚熄灭,赫斯立即脱下戎装,重返普林斯顿大学,全身心地致力于海洋地质学的研究,并开始系统地搜集所有的海底测深剖面资料。1946年,赫斯向全世界公布了他的惊人发现:在太平洋的夏威夷群岛、加罗林群岛、马绍尔群岛和斐济群岛等深海底部有许多“平顶山”!他还提出:这些海底平顶山是沉溺到洋底的古代火山岛屿,它的顶部因海底作用或珊瑚堆积作用而被夷平。这种情况在世界各海域都能找到,如汤加群岛附近的鹰滩和日本伊豆诸岛南面的明神礁,它们都是略低于海面的平顶山。

赫斯的发现在世界地质学界引起巨大的轰动,他的假设很快就被一些考察研究所证实。然而,海洋学家和地质学家都对一种情况大惑不解,并始终争论不休:很多平顶山都处在数百米以下,有的甚至在2000米以下。很显然,光靠海浪的作用是无法达到这样的深度的。一时间,关于平顶山的成因众说纷纭,莫衷一是。

1962年,赫斯在总结众家之长的基础上,发表了题为《大洋盆地的历史》的论文。在这篇文章里,赫斯应用了“海底扩张说”,比较圆满地解释了海底平顶山形成的原因。

海底火山从大洋中脊顶部升起,然后随海底扩张向一侧漂移并逐渐沉降。在开始阶段,火山往往是不断喷发,继续增长的。如果增长速度超过海底的沉降速度,海底火山就会长出海面成为火山岛。当海洋底壳年龄达到2000万~3000万年时就会停止喷发。此时,火山岛就处于海浪侵蚀之下,天长日久便被海浪削成略低于海面的平顶“舞池”。而且它将继续乘坐岩石板块,并伴随着洋底以每年0.02~0.03毫米的速度下沉。这样日积月累就形成了沉溺于海面以下数百米乃至几千米的海底平顶山。

赫斯的解释较科学圆满地向人们展示了海底平顶山的“来龙去脉”。但也有不少科学家并不赞同赫斯的见解,有的甚至提出针锋相对的意见。总之,时至今日,海洋地质学界由于对深海调查不够详尽,有关资料仍比较匮乏,因此对海底平顶山的真实面貌了解并不全面,成因也尚未最终定论,各种说法缺乏最有效的说服力。但随着科技的飞速发展,解开平顶山成因之谜恐怕为期不远了。

大洋深处的探险竞赛

近年来,探索深海奥秘、开发深海资源已成为众多海洋学家的重任。尤其是美国和日本,为了探索大洋深处的世界,新点子、新手段层出不穷。平静的海水下,一场激烈的竞争正在进行着。

1995年3月24日早晨,一个小小的橙黄色的金属舱从一艘日本考察船上悄无声息地滑下,潜入了太平洋马里亚纳海域。中午11点22分,它已经下潜10911.4米,到达了海床。在数小时的海底游历后,又被停留在海面上的考察船收回。

这个金属舱是日本海洋科学与技术中心设计制造的,名为“海沟”无人深潜艇。当天它达到了地球的最深点——马里亚纳大海沟。它下潜的深度,仅比35年前瑞士人杰·比卡特和美国人华尔什用他们的“特里斯特”号深潜艇创造的世界纪录少了60厘米。

“海沟”没能破纪录,但日本科学家并不为此遗憾。这艘无人深潜艇装备着机械手、探照灯和摄像机,由母船上的计算机通过12公里长、20吨重的光导纤维遥控,它的主要任务是水下11公里取样、摄像,进行长时间的科学考察,而1960年“特里斯特”号在达到10912米的纪录深度后就迅速返回了海面。

“海沟”是日本深海开发计划成功的象征。作为一个由7000多个岛屿组成的国家,日本的陆地资源极其贫乏,大洋底下蕴藏的财富当然令这个国家的经济界和科学界人士关注。这就不难解释为什么日本海洋科学与技术中心每年会获得大藏省1.86亿美元的巨额拨款,仅“海沟”计划就耗费了5000万美元,其海洋研究经费居世界之冠。

日本的深海开发计划有一个明显的特征,那就是把调查海底资源、发现海底生物和研究地震板块作为重点,而其中心目标则是为长远的经济发展服务。在这一点上,它远远走在其他国家的前面。

在深海探险和科学考察方面,超级大国美国历来是不甘示弱的,“载人鱼雷”是美国继日本“深海6500号”遨游马里亚纳海沟,保持6500米载人潜水纪录以来实现其深海探险梦的一个“秘密武器”。

在美国加利福尼亚的小镇里士满,有家规模不大、经营很不景气的公司,名叫“海洋探险集团”。公司的老板、著名海洋学家格拉汉姆·霍克斯有个雄心勃勃的计划:在20世纪结束前的某一天驾驶着自己设计制造的深潜艇“深海飞行2号”遨游马里亚纳海沟水下11公里的海底世界,打破日本“深海6500号”保持的6500米载人潜水纪录。

“深海飞行2号”与迄今为止所有的深潜艇不同,它非常小,仅有两米多长,备有电源和发动机,能在水下以每小时25公里的速度行驶。在这样狭小的空间里,还留有一名驾驶员的位置。这样,它不需要来自海面的任何支援,就能独自考察大洋下面的世界。看上去,整艘深潜艇犹如一支玻璃头的大雪茄。

霍克斯的计划被许多同行视为异天开,但他却坚持己见,但是由于每次行动都要大型考察船运送和照看,既耗资不菲,又不方便,如今,包括美国在内的大多数国家对此望而却步。

“深海6500”和“深海飞行”是载人的深潜艇,理论上来说,它们不需要考察船伴随。“深海6500”是大型的深潜艇,也有足够的装备,“深海飞行”则是微型的,相对便宜。后者招来许多海洋学家的争议。著名美国海洋学家罗伯特·巴拉德就指出,在10公里的水深下驾驶这种微型潜艇,一旦出现缺氧或其他问题,就完全是拿科学家的生命冒险,而且它根本没有什么仪器来进行科学考察。而它的支持者则认为,任何机器都无法与人的直接考察媲美,“深海飞行”结构轻巧,易于运送,还可以跟踪鱼群,具有一定的经济价值。

深海机器人则是近年来智能技术迅猛发展的成果。它结合了上述两类型的优点:既装备齐全,又轻巧廉价,而且不需要遥控,是一种具有内部记忆能力并能独立判断周围环境的综合控制装置。自从1953年第一具水下机器人问世到1997年为止,世界上共研制出水下机器人1128具,水下机器人也由一切活动均靠人的操纵,发展到能按程序重复作业的“电脑”自动型机器人,现在又发展到能模拟人的感觉并自动进行处理、加工信息的智能型机器人。目前已经出现了两种原型,一个是巴拉德设计的“自动海底探索者”,一个是美国马萨诸塞州的工程师道格·韦伯发明的“奥德赛”。

后者尤其值得称道,它造价仅需5万美元,无需带电池,因为它依靠各个海水层的不同温度就能产生足够的电力。深海机器人被海洋学界看做是最有前途的海底“探险者”。

目前,大多数海洋学家认为,要获得海底世界的全景,三种考察方式必须综合使用,取长补短,而且我们还需要远比现在更多的深潜艇和机器人。没有一个国家能够独立负担这笔开支,除非各国联合起来,一起对大洋深处进行探索和开发。