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人类一直仰望星空,外太空的探险已经成为一个国家的常规研究项目。然而,我们并未好好深入了解我们自己星球的那抹深蓝—海洋最深处。卡梅隆此次的探险代表着人类深海探险的复兴,也激发了公众对深海科学的兴趣,这或许与卡梅隆发现的任何一种新生物一样重要。
目前,地球上没有任何潜水器能潜到10000米的全深海,而世界上海洋最深处,也是地表最深的地方,则约有11000米的深度。
它是这次卡梅隆挑战的地点—挑战者深渊。它位于太平洋马里亚纳海沟的最深处,比美国科罗拉多大峡谷还要大120倍,比珠穆朗玛峰还要“深”2000米。这个深度的压力是海平面压力的1100倍。
今年的3月份,这个地球上的最深处,迎来了52年来的首位人类探访者。执导《泰坦尼克号》、《阿凡达》等卖座电影的著名电影人詹姆斯·卡梅隆,乘坐“深海挑战者”号单人深潜器,在此逗留了3个多小时,进行了一次海底探险。卡梅隆是抵达这一位于关岛附近深邃海沟底部的第三个人,也是单独下潜的第一人。
深海终极考验
对15岁就获得潜水执照的卡梅隆来说,潜至海洋最深处一直是他的梦想。今年,他的梦想终于实现了,虽然海面气候条件不佳让他的深潜探险计划推迟了两周左右。
在经过长达7年的准备之后,57岁的卡梅隆大步跨入7米多长的深潜器,将1.88米的身体缩进内宽只有1.1米、满布电子设备和生命支持仪器的狭长座舱内。夜色中,“深海挑战者”号在众人的祝福中缓缓入水,随后垂直沉入冰冷、黑暗的“挑战者深渊”里。
卡梅隆乘坐的深潜器是独一无二的,他称它为一个“垂直的鱼雷”,可以垂直下沉和上浮。在这个狭长的座舱里,他可以在万米深的黑暗海底进行探索,对海底生物进行影像拍摄和取样,然后回到阳光明媚的水面。在准备期,卡梅隆勤练瑜伽,就是为了能够长时间在座舱内膝盖弯曲而身体保持稳定。
这个形状竖长的深潜器搭载了四个高清晰摄像头,外壁装置一个长达2.4米的LED灯,可以在清水中照亮30米远,给黑暗的海沟提供足够的光亮,从而保证最佳的观察视野。卡梅隆用了2小时36分钟,到达海沟底部10898 米处,这是人类独自下潜海洋的极限深度,到底后他向海面发出了一切正常的讯号。
但他并没有发现科幻小说家们描绘的海底怪物,在沙漠一样的海底,放眼望去几乎没有任何生命迹象,只能零星看到一些小虾之类的浮游生物。“我感觉自己好像到了月球,有一种强烈的与世隔绝感仿佛自己在另一个星球待了一天,然后又回来了。”成功返回后卡梅隆表示。
他原计划在海底待上6小时,用机械臂抓取动物和岩石样本及进行3D拍摄,但各种技术故障让他不得不提前结束这次激动人心的探险。深潜器的声呐探测系统出现故障,整个右侧推进器失效,液压油也出现泄漏,因此他只待了3个多小时就决定返回海面。由于那里压力巨大,他的深潜器的长度甚至缩短了近7厘米。
与此同时,在他上方海面上停留的“蓝宝石美人鱼”号和“巴拉库达”号考察船上,支援团队正等候卡梅隆的上浮。
卡梅隆的深潜器浮出水面后,由他的好友、微软联合创始人保罗·艾伦的直升机第一个发现。艾伦当时在现场支持好友,并在他的“章鱼”号超级游艇上通过Twitter实时更新最新情况。浮出水面后,卡梅隆自行出舱,精神状态良好,还笑着与工作人员握手。
人类脚下的深海
卡梅隆的此次深海探险,不过是众多深潜研究中的一次,不过因了大名鼎鼎的《泰坦尼克号》电影而格外引人注目。事实上,探索深海的尝试一直都由深海爱好者和各种研究团队进行了多年。但是,和外太空探险,这项人类投入了大量人力物力的项目相比,深海研究的难度更甚于探索外层空间。由于远离太阳光线的温暖,深海一片漆黑,温度接近冰点,海水具有腐蚀性,往往到处是残骸碎片,光线和无线电波很难穿透。最令人恐惧的是海底压力,每平方英寸承受的压力超过8吨,大致相当于8000头大象站在一辆Mini-Cooper上。
人类历史上首次载人下潜到“挑战者深渊”还是在1960年,唐·沃尔什和雅克·皮卡尔搭乘美国海军的“的里雅斯特号”深海潜水器,着陆大洋底。的里雅斯特号需要5个小时下潜到海底,由于一塊19厘米厚的舷窗玻璃承受不了巨大压力出现轻微裂痕,只待了20分钟便上浮返回,而着陆时带起的泥浆使深潜者在海底几乎看不见东西,也没有留下照片。与之对比的是,已有超过十人登上过月球,加起来在月球表面度过了80小时以上。
迄今为止,在卡梅隆之前,世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯和中国拥有载人深海潜水器,都是由政府资助的。这些深潜器都是水平式下沉,大多数像有着巨大尾部推进器的下坐式潜艇,工作水深集中在5000米以下。而卡梅隆的深海探险计划是项由卡梅隆、美国国家地理学会和劳力士合作资助的科学项目,深潜器在澳大利亚悉尼的Leichhardt秘密制造了超过7年的时间。
这次深海探险成功的背后,是一个超过100人的团队—从工程师到生物学家再到电影制作人—的通力合作。科研团队包括斯克里普斯海洋研究所的科学家们、夏威夷大学和其他科学组织。科学小组的成员对从深海搜集上来的之前从未见过的样本和数据进行分析,工程师和工作人员在现场确保一切事情如计划进行。整个团队为深海探险花费的时间数以千小时计。
这个团队的领导者卡梅隆在2011年成为美国国家地理学会的驻会探险家,他是一个经验丰富的潜水者,此前曾经领导了7项深海探险计划。3月初,卡梅隆在测试下潜5英里后,第一时间写电邮与沃尔什交流他在深海中的体验和深潜器的性能。他说:“深潜器整体上表现很棒,动力充足,而即使在我失去1个推进器的动力之后,我还有11个,因此装备看似多余但管用。”
超级富豪的新玩具
尽管海下探险的公众资金不足,然而有那么一群热爱冒险的超级富豪们却对海底探秘情有独钟。他们投入巨额经费来研究可在深海畅游的私人潜艇,由此形成了深海科研的推动力。卡梅隆此次的深潜成功正是在推进科学和技术发展的全球竞争中,企业家的重要性不断增强的一个信号。截至2012年2月,至少还有三个团队正计划驾驶深潜器下潜至马里亚纳海沟底部。
其中一个是由英国亿万富翁理查德·布兰森的维珍集团赞助的“维珍海洋”号(Virgin Oceanic)潜水艇。此单人深潜器由著名潜艇设计师Graham Hawkes设计,将由航海家和飞行家Chris Welsh驾驶,预计花140分钟下潜至海沟底部,整个下潜和上浮过程大约5小时。目前深潜器还在测试当中。该潜水艇由8000磅(约合3629公斤)的碳纤维和钛制作而成,拥有石英圆顶,设计可在约11000米的海底深度24小时自动航行,潜水艇的“翅膀”和推进器能够让它在海底“飞行”10公里以上,同时拍摄视频和收集数据。
“维珍海洋”号一开始是布兰森的好友史蒂夫·福塞特委托制造的,他曾梦想成为首位单独下潜至马里亚纳海沟深处的探险者。这位著名冒险家曾创下一百多项世界纪录,2008年9月独自驾驶飞机时失踪,后被认定死亡。一直资助福塞特飞行的布兰森决定替好友实现愿望,继续资助深潜器的研究,帮助人类探索和发现海洋的未知世界。
布兰森对深潜风险非常乐观,他为此创造了一个新的词汇“海底观察员”。他表示:“在维珍集团,我们相信会有数以千计的人想要成为‘海底观察员’,进行这样的深海探险之旅。”
人类对深海的探索
在人类足迹遍布地球、太空遨游不再是不可实现的梦想的当代,你能够想象还有一大片土地,大家只能从两只手就数得过来的探索者的经历中获取少量信息,而这几个人也只不过看到一两千米以内的景象吗?那就是占整个海洋面积2%的7000米以下的深海,面积比美国德克萨斯州还大。
在“深海挑战者号”之前,人类使用深海潜艇和遥控水下航行器共对挑战者深渊进行了3次探测:
第一次 1960年1月23日,瑞士探险家雅克·皮卡和美国海军中尉唐纳德·沃尔什驾驶“里雅斯特”号(Trieste)深海潜艇,首次下潜至挑战者深渊,并停留了20分钟,测得深度为10916米,发现有鱼和虾等生物。“里雅斯特”号在瑞士设计、意大利制造,用铁珠压仓,用汽油作为动力来源,美国海军驱逐舰作为支援舰。
第二次 1995年3月4日,日本“海沟号”(Kaikō)遥控水下航行器下潜至挑战者深渊,测得深度为10911米,拍到了许多生物照片,包括海参、蠕虫和虾等。“海沟号”必须依靠一根与水上船只相连的缆绳才能获得动力并被控制。2003年,因与水面船只相连的缆绳突然断裂,“海沟号”在一次潜水中神秘失踪。
第三次 2009年5月31日,美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)研制的“海神号”(Nereus)遥控水下航行器下潜至挑战者深渊约11000米处。科研人员在海面船上通过一种直径只有一根人的头发粗的纤维光纤光缆,对“海神”号进行远程控制和信息传输。“海神号”不仅能在远程控制模式下工作,还能够以自泳式自动模式工作。
除了探索马里亚纳海沟,不少先进的迷你型潜水器正在各大洋为深海科研贡献力量,包括以下两款载人深海潜艇:
被誉为“历史上最成功的潜艇”的“阿尔文号”(Alvin)深海潜艇世界上首艘可以载人的深海潜艇,也是目前世界上最著名的深海考察工具,隶属于WHOI。该潜艇于1964年正式建成,至今仍在服役,被大多数人称作,通常可以搭载一名驾驶员和两名观察员。它的首次无缆绳自由下潜深度为大约10米,现在经过无数次改进和重建,可以下潜到海平面以下4500米处。
服役40多年来,阿尔文潜艇已经执行4000多次洋底探测计划,运送12000多名乘客到达深海,并取回超过680千克的样品,其中包括在海中寻找“失踪”的核弹、探索深海热液喷口处的奇特生命体等重大使命。
由俄罗斯科学院海洋研究所研制的“和平”号(MIR)探测潜艇可以搭载3人,下潜到海平面以下6000米處。自从1987年投入使用以来,“和平”号就一直从事各种各样的科研任务,并可探测和前往那些著名的沉船所在—泰坦尼克号就是它发现的。
目前,地球上没有任何潜水器能潜到10000米的全深海,而世界上海洋最深处,也是地表最深的地方,则约有11000米的深度。
它是这次卡梅隆挑战的地点—挑战者深渊。它位于太平洋马里亚纳海沟的最深处,比美国科罗拉多大峡谷还要大120倍,比珠穆朗玛峰还要“深”2000米。这个深度的压力是海平面压力的1100倍。
今年的3月份,这个地球上的最深处,迎来了52年来的首位人类探访者。执导《泰坦尼克号》、《阿凡达》等卖座电影的著名电影人詹姆斯·卡梅隆,乘坐“深海挑战者”号单人深潜器,在此逗留了3个多小时,进行了一次海底探险。卡梅隆是抵达这一位于关岛附近深邃海沟底部的第三个人,也是单独下潜的第一人。
深海终极考验
对15岁就获得潜水执照的卡梅隆来说,潜至海洋最深处一直是他的梦想。今年,他的梦想终于实现了,虽然海面气候条件不佳让他的深潜探险计划推迟了两周左右。
在经过长达7年的准备之后,57岁的卡梅隆大步跨入7米多长的深潜器,将1.88米的身体缩进内宽只有1.1米、满布电子设备和生命支持仪器的狭长座舱内。夜色中,“深海挑战者”号在众人的祝福中缓缓入水,随后垂直沉入冰冷、黑暗的“挑战者深渊”里。
卡梅隆乘坐的深潜器是独一无二的,他称它为一个“垂直的鱼雷”,可以垂直下沉和上浮。在这个狭长的座舱里,他可以在万米深的黑暗海底进行探索,对海底生物进行影像拍摄和取样,然后回到阳光明媚的水面。在准备期,卡梅隆勤练瑜伽,就是为了能够长时间在座舱内膝盖弯曲而身体保持稳定。
这个形状竖长的深潜器搭载了四个高清晰摄像头,外壁装置一个长达2.4米的LED灯,可以在清水中照亮30米远,给黑暗的海沟提供足够的光亮,从而保证最佳的观察视野。卡梅隆用了2小时36分钟,到达海沟底部10898 米处,这是人类独自下潜海洋的极限深度,到底后他向海面发出了一切正常的讯号。
但他并没有发现科幻小说家们描绘的海底怪物,在沙漠一样的海底,放眼望去几乎没有任何生命迹象,只能零星看到一些小虾之类的浮游生物。“我感觉自己好像到了月球,有一种强烈的与世隔绝感仿佛自己在另一个星球待了一天,然后又回来了。”成功返回后卡梅隆表示。
他原计划在海底待上6小时,用机械臂抓取动物和岩石样本及进行3D拍摄,但各种技术故障让他不得不提前结束这次激动人心的探险。深潜器的声呐探测系统出现故障,整个右侧推进器失效,液压油也出现泄漏,因此他只待了3个多小时就决定返回海面。由于那里压力巨大,他的深潜器的长度甚至缩短了近7厘米。
与此同时,在他上方海面上停留的“蓝宝石美人鱼”号和“巴拉库达”号考察船上,支援团队正等候卡梅隆的上浮。
卡梅隆的深潜器浮出水面后,由他的好友、微软联合创始人保罗·艾伦的直升机第一个发现。艾伦当时在现场支持好友,并在他的“章鱼”号超级游艇上通过Twitter实时更新最新情况。浮出水面后,卡梅隆自行出舱,精神状态良好,还笑着与工作人员握手。
人类脚下的深海
卡梅隆的此次深海探险,不过是众多深潜研究中的一次,不过因了大名鼎鼎的《泰坦尼克号》电影而格外引人注目。事实上,探索深海的尝试一直都由深海爱好者和各种研究团队进行了多年。但是,和外太空探险,这项人类投入了大量人力物力的项目相比,深海研究的难度更甚于探索外层空间。由于远离太阳光线的温暖,深海一片漆黑,温度接近冰点,海水具有腐蚀性,往往到处是残骸碎片,光线和无线电波很难穿透。最令人恐惧的是海底压力,每平方英寸承受的压力超过8吨,大致相当于8000头大象站在一辆Mini-Cooper上。
人类历史上首次载人下潜到“挑战者深渊”还是在1960年,唐·沃尔什和雅克·皮卡尔搭乘美国海军的“的里雅斯特号”深海潜水器,着陆大洋底。的里雅斯特号需要5个小时下潜到海底,由于一塊19厘米厚的舷窗玻璃承受不了巨大压力出现轻微裂痕,只待了20分钟便上浮返回,而着陆时带起的泥浆使深潜者在海底几乎看不见东西,也没有留下照片。与之对比的是,已有超过十人登上过月球,加起来在月球表面度过了80小时以上。
迄今为止,在卡梅隆之前,世界上只有美国、日本、法国、俄罗斯和中国拥有载人深海潜水器,都是由政府资助的。这些深潜器都是水平式下沉,大多数像有着巨大尾部推进器的下坐式潜艇,工作水深集中在5000米以下。而卡梅隆的深海探险计划是项由卡梅隆、美国国家地理学会和劳力士合作资助的科学项目,深潜器在澳大利亚悉尼的Leichhardt秘密制造了超过7年的时间。
这次深海探险成功的背后,是一个超过100人的团队—从工程师到生物学家再到电影制作人—的通力合作。科研团队包括斯克里普斯海洋研究所的科学家们、夏威夷大学和其他科学组织。科学小组的成员对从深海搜集上来的之前从未见过的样本和数据进行分析,工程师和工作人员在现场确保一切事情如计划进行。整个团队为深海探险花费的时间数以千小时计。
这个团队的领导者卡梅隆在2011年成为美国国家地理学会的驻会探险家,他是一个经验丰富的潜水者,此前曾经领导了7项深海探险计划。3月初,卡梅隆在测试下潜5英里后,第一时间写电邮与沃尔什交流他在深海中的体验和深潜器的性能。他说:“深潜器整体上表现很棒,动力充足,而即使在我失去1个推进器的动力之后,我还有11个,因此装备看似多余但管用。”
超级富豪的新玩具
尽管海下探险的公众资金不足,然而有那么一群热爱冒险的超级富豪们却对海底探秘情有独钟。他们投入巨额经费来研究可在深海畅游的私人潜艇,由此形成了深海科研的推动力。卡梅隆此次的深潜成功正是在推进科学和技术发展的全球竞争中,企业家的重要性不断增强的一个信号。截至2012年2月,至少还有三个团队正计划驾驶深潜器下潜至马里亚纳海沟底部。
其中一个是由英国亿万富翁理查德·布兰森的维珍集团赞助的“维珍海洋”号(Virgin Oceanic)潜水艇。此单人深潜器由著名潜艇设计师Graham Hawkes设计,将由航海家和飞行家Chris Welsh驾驶,预计花140分钟下潜至海沟底部,整个下潜和上浮过程大约5小时。目前深潜器还在测试当中。该潜水艇由8000磅(约合3629公斤)的碳纤维和钛制作而成,拥有石英圆顶,设计可在约11000米的海底深度24小时自动航行,潜水艇的“翅膀”和推进器能够让它在海底“飞行”10公里以上,同时拍摄视频和收集数据。
“维珍海洋”号一开始是布兰森的好友史蒂夫·福塞特委托制造的,他曾梦想成为首位单独下潜至马里亚纳海沟深处的探险者。这位著名冒险家曾创下一百多项世界纪录,2008年9月独自驾驶飞机时失踪,后被认定死亡。一直资助福塞特飞行的布兰森决定替好友实现愿望,继续资助深潜器的研究,帮助人类探索和发现海洋的未知世界。
布兰森对深潜风险非常乐观,他为此创造了一个新的词汇“海底观察员”。他表示:“在维珍集团,我们相信会有数以千计的人想要成为‘海底观察员’,进行这样的深海探险之旅。”
人类对深海的探索
在人类足迹遍布地球、太空遨游不再是不可实现的梦想的当代,你能够想象还有一大片土地,大家只能从两只手就数得过来的探索者的经历中获取少量信息,而这几个人也只不过看到一两千米以内的景象吗?那就是占整个海洋面积2%的7000米以下的深海,面积比美国德克萨斯州还大。
在“深海挑战者号”之前,人类使用深海潜艇和遥控水下航行器共对挑战者深渊进行了3次探测:
第一次 1960年1月23日,瑞士探险家雅克·皮卡和美国海军中尉唐纳德·沃尔什驾驶“里雅斯特”号(Trieste)深海潜艇,首次下潜至挑战者深渊,并停留了20分钟,测得深度为10916米,发现有鱼和虾等生物。“里雅斯特”号在瑞士设计、意大利制造,用铁珠压仓,用汽油作为动力来源,美国海军驱逐舰作为支援舰。
第二次 1995年3月4日,日本“海沟号”(Kaikō)遥控水下航行器下潜至挑战者深渊,测得深度为10911米,拍到了许多生物照片,包括海参、蠕虫和虾等。“海沟号”必须依靠一根与水上船只相连的缆绳才能获得动力并被控制。2003年,因与水面船只相连的缆绳突然断裂,“海沟号”在一次潜水中神秘失踪。
第三次 2009年5月31日,美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)研制的“海神号”(Nereus)遥控水下航行器下潜至挑战者深渊约11000米处。科研人员在海面船上通过一种直径只有一根人的头发粗的纤维光纤光缆,对“海神”号进行远程控制和信息传输。“海神号”不仅能在远程控制模式下工作,还能够以自泳式自动模式工作。
除了探索马里亚纳海沟,不少先进的迷你型潜水器正在各大洋为深海科研贡献力量,包括以下两款载人深海潜艇:
被誉为“历史上最成功的潜艇”的“阿尔文号”(Alvin)深海潜艇世界上首艘可以载人的深海潜艇,也是目前世界上最著名的深海考察工具,隶属于WHOI。该潜艇于1964年正式建成,至今仍在服役,被大多数人称作,通常可以搭载一名驾驶员和两名观察员。它的首次无缆绳自由下潜深度为大约10米,现在经过无数次改进和重建,可以下潜到海平面以下4500米处。
服役40多年来,阿尔文潜艇已经执行4000多次洋底探测计划,运送12000多名乘客到达深海,并取回超过680千克的样品,其中包括在海中寻找“失踪”的核弹、探索深海热液喷口处的奇特生命体等重大使命。
由俄罗斯科学院海洋研究所研制的“和平”号(MIR)探测潜艇可以搭载3人,下潜到海平面以下6000米處。自从1987年投入使用以来,“和平”号就一直从事各种各样的科研任务,并可探测和前往那些著名的沉船所在—泰坦尼克号就是它发现的。