搭乘阿尔文号去深海

张佳帆

《海底两万里》是不少人耳熟能详的一部科幻小说，它是科幻作家儒勒·凡尔纳的代表作之一。小说讲述了法国生物学家阿龙纳斯利用一艘构造奇妙的潜水船（鹦鹉螺号）在海底旅行的所见所闻。小说赞美了那深蓝的国度，史诗般壮丽的海洋，一个无忧无虑、与世无争的地方，那里有数不清的珊瑚，藻类，游鱼，矿产，瑰丽无比。

或许，鹦鹉螺号不管在哪个时代都会是一个不朽的神话，因为正是它让人们认识到海洋无限神秘的一面。

在我们身边，也有一艘这样的鹦鹉螺号：是它发现了冰海沉船，激发了大导演卡梅伦拍摄了史上最赚钱的电影；是它载着科学家犹如100多年前小说主人公一般乘坐现代版鹦鹉螺号潜水艇游历海底两万里，发现了绚丽的海底玫瑰园；是它帮助美国海军在地中海找到不小心丢失的氢弹，避免了一场灾难。它的一生充满了传奇，人类对于深海的每次重大发现中都有它的身影。

它就是深潜器中的明星——阿尔文号（Alvin）载人潜水器。

明星诞生

深邃漆黑的海底，就像浩瀚无穷的宇宙一般，吸引着人类。然而面对完全陌生的环境、复杂的地貌环境特征以及动态的物理和生物作用，只有身临其境直接观察才能够快速透彻了解海底周围状况。随着科技的发展，科幻故事中的鹦鹉螺号也逐渐变成了真正的海洋探测装备。

1964年6月5日，阿尔文号潜水器诞生于美国明尼苏达州通用食品公司（General Mills），设计下潜深度2440米。潜水器以美国伍兹霍尔海洋研究所一位海洋专家的名字命名，以表彰他对提出这样一艘潜艇的理念所起的关键作用。阿尔文号内有一个直径约两米的钛合金载人球舱，可同时搭载一名潜航员和两名科学家。通过球舱上的观察窗，科学家可以身临其境，充分了解海底地质地形特征或对微小生物进行观察和取样，在深海及海底开展在水面科考船或实验室里没法做的各种科研试验。

在巴哈马的安德鲁斯岛，阿尔文号潜水器进行了它的第一次无人下潜试验，下潜深度2300米，历时12小时。1965年7月20日，潜航员雷尼和马文驾驶阿尔文号进行第一次载人深潜，下潜深度至1800米，并最终获得了美国海军的下潜认证，开启了阿尔文号的科研之旅。彼时，年轻的阿尔文号已开始显露出它的明星潜质。

1967年7月6日，在阿尔文号的第202次下潜中，于610米深的海域一条剑鱼意外地撞上了阿尔文号，剑鱼刺穿了潜水器的表面，迫使阿尔文号紧急上浮，最后工作人员花了九牛二虎之力才将这位“不速之客”请下潜水器。当然，意外访客——剑鱼也成就了工作人员的一顿美餐。

沉没遇险

在阿尔文号对深海的历次探索中不乏惊险刺激，甚至危险。

其中，最严重的一次发生在1968年10月。当人们在科德角附近海域进行下潜准备工作时，吊挂阿尔文号潜水器的钢缆突然断裂，阿尔文号潜水器掉入海中，三位潜航员幸运地逃离了潜水器，但阿尔文号却沉到了1500米的海底。由于恶劣的气候条件，阿尔文号在海底足足待了11个月，直到1969年7月，才被重新打捞起来。在接近零度的水温和缺氧环境中阿尔文号保存良好，研究人员发现球舱中的芝士三明治在被水浸泡后，竟然还可以食用。

经过一番修复，阿尔文号获得了重生，并在1973年更换了钛合金的载人球舱，同时创造了4511米的下潜深度记录。

在随后的50年间，它穿梭于海面海底近5000次，搭载了1.5万人游历海底。

现在，阿尔文号最重要部件是潜水器前半部分一个直径两米的钛合金球舱——载人球舱。舱顶有一个密封舱门，供下潜人员出入。由于球舱内空间狭小，除了必要的科研设备和潜水器的控制系统，3位下潜人员往往需要蜷缩地躺在球舱内。而且下潜人员只能穿全棉或者全毛的衣服，以防静电产生引起火灾，并且其他任何带入潜水器的物品都必须经过阿尔文潜航员小组成员仔细审查，以确保潜水器的安全。

对于第一次乘坐阿尔文号进行下潜的人来说，下潜过程往往激动人心，他们经常会听到咯吱咯吱高压海水挤压球舱的声音。但你大可不必担心，壁厚51毫米的球舱足以抵抗外界高压力的海水。球舱前部的3个观察窗为潜航员和科学家提供了良好的观察视角。通过调节云台上的摄像机和灯光，科学家可以清楚地看到海底世界。两只巨大有力的液压机械手能够灵巧地完成各种动作，帮助科学家采集岩石、生物以及水样。不过要熟练地操作机械手，潜航员必须经过长时间刻苦训练和严格考试。

阿尔文号共有6个推进器，3个装在尾部、两侧各有一个，另外一个横装在中部，因此阿尔文号可以灵活地沿任意方向行进。不过在下潜和上浮过程中，出于省电的原因，人们并不利用推进器，而是依靠调节浮力来实现下潜和上浮。潜水器下潜时为负浮力状态，当下潜至近海底时，抛去部分配重铁块使得潜水器处于悬浮状态，在完成试验准备上浮时，再抛去剩余的配重铁块，潜水器变为正浮力状态，从而逐步上浮。

铸就传奇

1966年，风景秀丽的西班牙东海岸海滩，随着一声巨响，一颗巨大的火球落入海边。美国空军一架KC-125空中加油机在给一架携带了5颗氢弹的B-52轰炸机空中加油时，因摩擦生电引燃了飞机上的燃料，两架飞机同时起火，坠毁在海边附近。得知消息的西班牙人群情激昂。虽然美国国防部派出了海军及蛙人，搜索收集到了4颗氢弹，却始终无法找到第5颗氢弹。面对日益激愤的西班牙民众，阿尔文号似乎已经成了他们最后的救命稻草。

临危受命的阿尔文号慢慢沉入漆黑的海底，用它头部的探照灯照亮了前方海水，慢慢搜寻。经过十几天紧张地搜索，终于在910米深的海底找到了最后一颗氢弹。

1977年，静谧、冰冷、黑暗的深海中，研究人员乘坐阿尔文号潜水器在加拉帕加斯群岛海岸线附近2000米深的大西洋海底发现了热液。热液将周围岩层中的铅等金属溶入其中后从地下喷出，这些被携带出来的金属经过化学反应形成硫化物，遇到冰冷海水后凝固沉积到附近的海底，不断堆积成“烟囱”。在没有阳光、水温高达380℃、PH只有2.8的热液喷口附近，却聚集着大量生物，比如鲜红的管状蠕虫、瞎眼的虾和鱼等等。闻所未闻的海底奇观不断释放着神秘的地球深部信息，也许生命的起源之谜就此将被揭开。一场持续至今的涉及海洋、生命等学科的革命也由此拉开了序幕。

1986年7月，罗伯特·巴拉德博士和另外两位同伴多次驾驶着阿尔文号潜入北大西洋海底。3位科学家遥控水下机器人杰森进入泰坦尼克号残骸探寻。这组照片登上了美国《时代》周刊的封面，引起巨大轰动。著名导演卡梅伦正是在看到这组照片之后，才被激发起了极大的深海探索热情，相继多次乘坐潜水器潜入海底，并拍摄了电影《泰坦尼克号》和《深海异形》。至今这位大导演依旧痴心深海探险，也许在不久的将来，在电影《阿凡达2》中，我们将再次领略这位大导演给我们带来的海底震撼。

虽然阿尔文号隶属于美国海军，但主要服务于美国伍兹霍尔海洋研究所，用于科学考察。任何美国科学家或与其合作的外国科学家都可向美国科学基金委申请使用阿尔文号的下潜科考潜次。阿尔文号潜水器的每次传奇经历都激起公众对陌生的深海世界的持久兴趣，俨然成为了给学生和公众介绍普及深海研究的成功媒介。在过去的50年里，阿尔文号潜水器为人们进入深海海底进行观察、取样和绘图研究提供了常规可靠的通道。基于阿尔文号潜水器下潜进行科研工作而发表的科学论文，以及在报纸和杂志上出现的成百上千的文章叠起来已经比阿尔文号本身还高了。至今，阿尔文号依旧保持着一年下潜200次的记录，不断地创造着新的辉煌。

未来使命

在海洋竞争日益激烈的今天，建造下潜深度更深、续航能力更长、作业能力更强的新阿尔文号载人深海潜水器被提上了日程表。

2004年6月，美国国家自然科学基金委员会宣布将正式建造新阿尔文号载人深海潜水器，以替代现役的阿尔文号潜水器。新的阿尔文号增加了球舱的直径并布置有5个观察窗，能够给舱内科学家提供更为舒适的环境和更好的观察视角。6500米下潜深度也意味着新阿尔文号载人深海潜水器能够去往全球98%的海域海底，将在深海沟、深海缓慢延伸洋中脊和转换断层以及深海环境等方面开启新的科研领域。

或许正是因为对新的阿尔文号有着诸多期待和希望，美国著名的《连线》杂志将阿尔文号归来列为2012年最受期待的6项探索任务之一。

未来在以下领域，我们将能频繁见到新的阿尔文号的身影。

洋中脊活动：在过去的15年里，依赖于载人深潜器无可超越的观察和取样性能、轻松探测新地点的灵活性和在大范围研究地点布放和回收仪器的能力，洋中脊研究已从探测和取样阶段发展为包括就地试验和长期监测阶段。在大于6000米深度地点可对上地幔岩石组合的暴露部分进行观察和取样，且穿过这些岩石的热液循环，可提供对地球生命起源研究的独特视角。

脊侧的热液活动：虽然在过去几十年中，人类开展了广泛的海底热液研究，但在载人深潜器可达范围之外的区域，尤其是辽阔的脊侧区域，深海海底微生物群落仍处于未被人类探知状态。通过新阿尔文号载人深海潜水器对流体、底土层、微观生物和宏观生物的精确取样以及对洋中脊轴区外的热液活动的详细绘图将变得日益重要。

大陆边缘活动：人类对于增生聚敛边缘和被动裂谷边缘的边坡失稳兴趣日增，但了解甚少，因为许多滑面的坡脚位于4500米水深以下。新阿尔文号深海潜水器强大的下潜能力将为观察这些滑面的实地情况，对末梢部分进行绘图并采集可鉴定年限的材料样本提供技术保障。

天然气水合物的出现和形成：在大陆边缘海底分布着大量的天然气水合物，如果这些未来潜在能源的稳定性遭到破坏，可能导致海底山崩而引发大规模动荡，进而构成对全球的主要威胁。对天然气水合物的实地研究要求对沉积物、其地质环境和所拥有的生物群落进行详细观察和描述，并进行精确的就地化学和生物取样。这一切都需要依靠具有更好的下潜深度性能和更强观察性能的新阿尔文号载人深海潜水器来有效完成。

海洋生态系统的生物多样性：人类对深海海底生态系统的研究至今只能集中在海底深度小于4500米的大陆隆/大陆坡，洋中脊峰线及各种化能合成环境。使用新阿尔文号可以对占据海底一半以上的辽阔生态系统进行探测，这无疑将带来新的观测视角，并帮助人们解答物种和群落进化以及生物如何适应极端隔绝和食物有限的环境等基本问题。

【责任编辑】赵菲