什么是深海探索?深海探索有什么意义?对人类发展、进步有帮助?

大海是每个人都向往的地方,海底能够引起无限的遐想。虽然海洋占地球表面的70%,但即使在今天,它们的深度仍然很大程度上尚未开发。科学家估计,90%至95%的深海仍然是一个谜。深海真的是这个星球的最后边界吗?

什么是深海探索?

“深海”一词与每个人的意义并不相同。对于渔民来说,深海是相对浅的大陆架之外的海洋的任何一部分。对于科学家来说,深海是海洋中最低的部分,位于温跃层(太阳能加热和冷却不再产生影响的层)之下,海底之上。深海勘探是一项多学科的工作,包括海洋学,生物学,地理学,考古学和工程学。探索深海不仅因为其丰富资源,更是为了在深海领域的国际规则制定中掌握话语权。深海蕴藏着丰富的矿产、油气、生物等资源。“蛟龙”号还助推我国开辟了深渊科学研究的新领域。“6500米以下海域叫做深渊。以前没有装备和人员能抵达这个区域开展研究。‘蛟龙’号最深可载人下潜7000米,继而提出深渊课题和先导科研计划。”人们以为深渊荒芜贫瘠,科学家乘坐“蛟龙”号抵达后发现,即使水下7000米还活跃着大量生物群落,极大颠覆了原有认知。

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深海除了蕴藏着丰富资源,是人类未来发展的蓝色空间,更是涉及国家长远发展的战略新疆域。“深海领域的规则还没有完全制定好,各国基本处在同一起跑线上。我们要争取在深海领域取得突破性成果,这样才有底气提出中国的主张,才能在国际规则制定中掌握话语权,从而推动建立公平合理的国际规则。”

想在深海探索中占据先发优势,要从“硬实力”和“软实力”两方面下功夫。“加强装备体系建设,不仅要研发谱系化的潜水器,还要壮大海洋调查船队伍,更要通过技术创新不断研制配套作业工具、升级科考手段。”刘峰说,“也不能忽视各类保障支撑体系的完善,比如国家深海基地能力的进一步提升、大洋样品馆的扩充、大洋信息中心大数据的建设等”。“软实力”方面,国家出台了以《深海海底区域资源勘探开发法》为基石的一系列政策法规,为深海事业保驾护航,同时需要不遗余力地加强具有国际视野的深海复合型人才培养等工作。

深海探索简史

深海勘探的历史最近才开始,主要是因为需要先进的技术来探索深海的简史。一些里程碑包括:

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1521年:费迪南德麦哲伦试图测量太平洋的深度。他使用2,400英尺的重量线,但不触底。

1818年:约翰罗斯爵士在大约2,000米(6,550英尺)深处捕获了蠕虫和水母,这是深海生活的第一个证据。

1842年:尽管罗斯被发现,爱德华福布斯提出了深渊理论,该理论认为生物多样性随着死亡而减少,生命不能超过550米(1,800英尺)。

1850年:迈克尔·萨尔斯通过在800米(2,600英尺)处发现一个丰富的生态系统来驳斥阿比苏斯理论。

1872-1876:由查尔斯·威维尔·汤姆森领导的皇家海军舰艇挑战者进行了第一次深海探险探险。挑战者的团队发现了许多独特适应海底生活的新物种。

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1930年:威廉·贝比和奥的斯成为第一批访问深海的人类。在他们的钢铁探海球,他们观察虾和水母。

1934年:奥蒂斯巴顿创造了新的人类潜水记录,达到1,370米(.85英里)。

1956年: 雅克-伊夫•库斯托和他的团队搭乘卡利普索发布了第一部全彩色全长纪录片“ 沉默的世界;”(The Silent World),向人们展示了深海的美丽和生活。

1960年:雅克·皮卡德和多纳·沃尔什与深海船的里亚斯特一起下降到马里亚纳海沟(10,740米/ 6.67英里)的挑战者号海渊底部。他们观察鱼类和其他生物。人们认为没有鱼栖息在如此深的水中。

1977年:发现了热液喷口周围的生态系统。这些生态系统使用的是化学能,而不是太阳能。

1995年:测地卫星雷达数据被解密,允许全球绘制海底图。

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2012年:詹姆斯·卡梅隆和深海挑战赛一起完成了第一次单人潜水,冲向挑战者深渊的底部。

现代研究扩展了我们对深海地理和生物多样性的认识。该鹦鹉螺探索飞行器和诺阿的Okeanus浏览器不断发现新的物种,解开对男人的影响远洋环境,并探索海面深处的沉船和文物。综合海洋钻探计划(IODP)Chikyu分析来自地壳的沉积物,可能成为第一艘钻入地幔的船。

仪器和技术

像太空探索一样,深海探测需要新的仪器和技术。虽然空间是一个冷真空,但海洋深度很冷,但压力很大。盐水具有腐蚀性和导电性。天很黑。

找到底部

在8世纪,维京人放下了附着在绳索上的铅块来测量水深。从19世纪开始,研究人员使用电线而不是绳索来进行探测测量。在现代,声学深度测量是常态。基本上,这些设备会发出响亮的声音并听取回声来测量距离。

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人类探索

一旦人们知道海底在哪里,他们就想去参观并检查它。科学已经超越了潜水钟,一个装有空气的桶可以放入水中。第一艘潜艇于1623年由德雷贝尔建造。第一艘潜水呼吸器于1865年由Benoit Rouquarol和Auguste Denayrouse获得专利。Jacques Cousteau和Emile Gagnan开发了Aqualung,这是第一艘真正的“Scuba”(自给式水下呼吸器) )系统。1964年,Alvin接受了测试。Alvin由General Mills建造,由美国海军和伍兹霍尔海洋研究所运营。阿尔文允许三个人在水下停留长达9个小时,深达14800英尺。现代潜艇的行程可以达到20000英尺。

机器人探索

虽然人类已经访问了马里亚纳海沟的底部,但这次旅行费用昂贵且只能进行有限的探索。现代探索依赖于机器人系统。

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远程操作的车辆(ROV)是由船上的研究人员控制的系留车辆。ROV通常带有摄像机,操纵臂,声纳设备和样品容器。

自主水下航行器(AUV)在没有人为控制的情况下运行。这些车辆生成地图,测量温度和化学品,并拍照。一些车辆,如Nereus,可作为ROV或AUV。

仪表

人类和机器人访问地点但不能保持足够长的时间来收集测量结果。海底仪器监测鲸鱼歌曲,浮游生物密度,温度,酸度,氧合作用和各种化学浓度。这些传感器可以连接到成型浮标上,浮标可以在约1000米的深度自由漂移。锚定的天文台在海底安置仪器。例如,蒙特雷加速研究系统(MARS)位于太平洋海底980米处,以监测地震断层。

深海探索快速事实

地球海洋中最深的部分是马里亚纳海沟中的挑战者深海,海拔10,994米(36,070英尺或近7英里)。

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三人参观了Challenger Deep的深处。电影导演詹姆斯卡梅隆在2012年的单人潜水潜水中达到了创纪录的35,756英尺深度。珠穆朗玛峰将适合玛丽安娜海沟,其上方有超过一英​​里的额外空间。

科学家们利用炸弹探测(将TNT投入战壕并记录回波),发现马里亚纳海沟,克里马克,千岛 、堪察加,菲律宾和汤加战壕的深度均超过10000米。虽然人类探索仍然存在,但大多数现代发现都是使用机器人和传感器的数据制作的。

由我国自主研发的海星6000水下机器人,下潜到了海底六千米的深度,进行了多种模拟实验,包括水样采集,模拟黑匣子打捞等任务,整个过程非常顺利。

上九天揽月下,下五洋捉鳖,从古到今中国人从来就不缺乏对于未知探索的渴望。

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