挑战海洋最深处

[极限探索·深海专题之八]

大家是否知道海底的地理构造？是否好奇海洋最深处究竟在哪里，以及深度是多少？下面，就让我们一起来看看20世纪的科学家们是如何勇敢地挑战和探索世界未知的神秘领域的。

马里亚纳的呼唤

海洋底部的地貌大多是由大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊这三大部分组成的，但也存在一种比较少见的特殊地貌——海沟。海沟是大洋盆地和大陆边缘交界处的海底低洼地带，也是人类已知的地球上最深的区域。

20世纪上半叶的两次世界大战，虽然给世界人民带来了巨大灾难，但也同时推动了人类科技的迅猛进步，深海科考技术也随之飞速发展。1951年，英国的“挑战者Ⅱ号”科考船发现，太平洋菲律宾群岛附近的马里亚纳海沟的“挑战者海渊”是已知地球海洋的最深处。随后，苏联“勇士号”科考船使用回声探测仪，确认了“挑战者海渊”的深度为11034米。从而，人类终于明确了地球上离地心最近的地点，这一发现也鼓舞了勇士们去挑战和探索这片未知的领域。

皮卡尔德博士于1951年中途退出了与法国合作的“弗恩斯-3”深潜器的设计与制造，随后寻求到了瑞士和意大利的资助，最终和儿子雅克共同设计、制造出了新型深潜器。这台新型深潜器的浮筒呈粗长的雪茄形，浮筒下方挂载了一个球形载人舱。这样的设计不仅便于拖曳航行，还提高了其抗风浪的能力。此外，该深潜器还配备了远比简单的压载金属块更加先进和合理的可控电磁压载配重系统。简单地说，就是在浮筒内设计有2个中空金属漏斗桶，桶内安放约10吨重的小金属球，在桶口装有电磁铁，金属桶与海水相连以保持同等水压。当下潜时由电磁铁控制小球，锁住小球不外溢而保持配重。而当需要上浮时则可以精确控制电磁铁的失效时间和小球的释放量，从而调整深潜器的上浮速度和状态。一旦电磁控制系统失灵，小球自动溢出金属桶，潜水器就可安全地自动上浮海面脱险。

这个深潜器的球形载人舱直径达2.1米，由空心半球体锻钢合模拼接而成，额定乘员2人。而浮筒长约15米，宽3.5米，用航空汽油作为浮力源，被划分成若干个隔舱，有开口连接。皮卡尔德将深潜器命名为“的里雅斯特”——其投资方所在的城市。“的里雅斯特号”1953年8月6日下水海试，8月14日完成首次载人下潜。9月30日，皮卡尔德父子又创造了3150米的深潜世界新纪录。此时的皮卡尔德年事已高，这是他告别深潜前的最后一次亲自实践。尽管“的里雅斯特号”在深潜时多次因结构原因陷入海底的软泥中，但最终都有惊无险地返回了海面。

平心而论，皮卡尔德父子凭借超凡的勇气和出类拔萃的设计理念创造出的“的里雅斯特号”，足以匹敌法国倾力打造的“弗恩斯-3”。1954～1955年，因前期筹集的资金消耗殆尽，他们的项目再次陷入了停滞状态。然而，这一难题无法阻挡皮卡尔德父子前进的脚步，他们在欧美各国进行社交游说，希望项目能有新的转机。

游曳生物计划

1956年，瑞士的科研基金会向皮卡尔德父子施以援手，为其提供资金使深潜项目重新启动。随后不久，雅克遇见了一位极具战略眼光的美国海洋地理学家——海底扩张学说的鼻祖罗伯特·迪兹。正是他向美国海军建议与雅克合作，并进一步推进深潜计划，最终于1957年促成了美国海军出资支持。同年，苏联在太空领域取得了举世瞩目的成就，社会压力迫使美国政府必须有所作为。

因此，美国海军于1958年初收购了“的里雅斯特号”的整个深潜项目，并将深潜器运到美国加州圣迭戈基地。美国海军在对其进行全面研究后发现该深潜器仍然存在着巨大的开发潜力，遂决定将其重新制造后用于更深海域的探测和考察。缺乏深潜器设计经验的美国海军，基本上保留了原有的结构设计，并请大名鼎鼎的德国克虏伯金属公司进行此次重新制造。改造后的载人舱直径近2.2米，观察窗厚达150毫米，舱壁的厚度也增至120毫米，足以抵御12 000米深处的水压。同时，浮筒长也增至约18.2米，宽3.5米。新的“的里雅斯特号”被分成13个隔舱，潜水时的满载排水量也增至近150吨。不仅如此，美国人还发挥自身的强项，完善了通信系统和电子设备。

新的“的里雅斯特号”成了人类深潜史上空前的作品，美国海军相信这是当时世界上功能最强大的深潜器。1959年10月，新的“的里雅斯特号”被运往太平洋关岛的基地进行检测。同年11月15日，深潜世界纪录被其刷新至5530米。1960年1月8日，纪录再次被其刷新至7300米。随后，没有对手的新“的里雅斯特号”在探索海洋最深处前共完成64次深潜作业。经过不断的积累，人们终于准备向“挑战者海渊”发起冲击。这一系列深潜行动的目的在于实地考察海底极限环境中，各种生物、物理和海洋地质的存在形态，其代号为“游曳生物计划”。

挑战海洋最深处

1960年1月23日，新的“的里雅斯特号”来到了“挑战者海渊”最深处的上方，当时海面风大浪急，加上深潜器的一些外部设备已有相当程度的损坏，并不利于深潜作业。但雅克果断决定于8时20分和训练有素的美国海军中尉唐·沃什共同执行本次深潜任务。

海水注入前后压载舱，新的“的里雅斯特号”开始逐渐下潜。不同深度海水温度的差异，使得海水密度不同，从而影响到深潜器的下潜速度。雅克和沃什通过调整配重等方法，将下潜的速度控制在每秒数十厘米到约2米不等。下潜到了200米后，深潜器外的环境已近似黑夜。等下潜到1700米后，随着水深的增加，深潜器内越来越冷，雅克和沃什不得不穿着厚衣服御寒，并补充能量。幸好在下潜过程中他们还能通过观察窗看到许多奇异的发光生物而不至于单调。

这时舱内的科学设备比起十多年前已先进许多，除了有氧气罐供氧，用过氧化钠中和二氧化碳外，还加装有供乘员排泄的设备，甚至装上了声呐对讲机，从而能与海面上的支援船进行通信。声波能以高出数倍于空气中的速度在水中传播，即使从“挑战者海渊”的底部传播至海面，时间也就仅需约7～8秒。深潜的过程虽不像火箭发射那样雄伟壮观，但也扣人心弦。

当雅克和沃什下潜达9000米深度时，他们高兴地向支援船通报，此时他们的下潜深度已超越了地球最高海拔的珠峰顶端高度了。当下潜到约9600米，雅克和沃什听到一声巨大的闷响，但经反复检查并未发现异样，随即决定继续下潜。到了下午约13时10分，新的“的里雅斯特号”触底到达“挑战者海渊”的最深处，深度10 916米，这次它没有陷入软泥中。雅克和沃什非常兴奋，皮卡尔德家族两代人的梦想也终于在此时得以实现。不可思议的是，此刻雅克和沃什竟然还见到了一条约30厘米长的比目鱼，还有一些半透明的小虾。

要知道此刻整个深潜器承受的水压大约相当于1.5个上海东方明珠广播电视塔的等重产生的压力，相当于在大拇指甲面积大小的地方压着一辆重逾2吨的小卡车。此次深潜过程中还发生了一件让人惊心动魄的事——在深潜器即将触底前，通信突然中断了一段时间。直到再次收到来自海底的回音，支援船上焦急等待的工作人员这才放下心来。雅克和沃什在海底停留了约半小时，采集完一些海底样本后，新的“的里雅斯特号”开始返航了。

当雅克和沃什返回到海面时，他们终于找到了之前发生那声巨大闷响的原因，原来在出入通道的一块有机玻璃窗上出现了一条裂痕，幸好损坏没有扩大，最终也没有影响到返航。此时已接近下午17时，整个科考过程用时约8小时30分钟。返航后，为表彰雅克和沃什对社会、科学、军事等领域所作出的杰出贡献，人们给了他们英雄般的礼遇，而他们的深潜纪录也已载入人类的史册，并一直保持了50多年。

可喜的是，在上海海洋大学深渊科学技术研究中心，由崔维成主任带领的“彩虹鱼”全海深载人深潜器潜探科考计划预计将于2019年向“挑战者海渊”的极限深度再次发起冲击。在此向他们致以崇高的敬意。喜爱体育运动的沃什老先生目前依然体格强健，至今仍为社会普及海洋知识、保护海洋不断地努力着。而雅克在这次探索后，成为世界知名的海洋学家，日后创造出了更为光辉灿烂的奇迹。人类成功挑战海洋最深处不是探索的终点，而只是开始……