国际洋底联合大探险

佘毅仁

极限探索·深海专题之十六

长久以来，地壳的演变机制一直是困扰国内外科学家的一大科学难题。直到20世纪中叶，这一课题在理论研究方面才有了突破性进展，但理论缺乏实践的佐证，就会显得苍白无力。因此，当时深海研究綜合实力最强的法美两国决定对大西洋底部的复杂地貌进行联合科考，以验证海底洋中脊的裂谷与地壳板块运动之间的关系。

合久必分的大陆

现在，也许大多数人看到世界地图时，对地球上七大洲四大洋的分布感觉司空见惯了。可一定有人会问，为什么地球上会出现七大洲四大洋呢？远古时代的大陆到底是什么样的？其实，早在16世纪末，比利时地理学家亚伯拉罕·奥特流斯就提出了大陆漂移的最初设想。而到了1620年，英国的哲学家弗朗西斯·培根通过对世界地图的观察，发现南美洲东岸和非洲西岸可以很完美地拼接在一起，于是提出了大陆漂移的推论。然而，当时并没有引起学术界的关注。直到1910年，德国科学家阿尔弗雷德·魏格纳在观察世界地图时，也发现了非洲和南美洲的海岸线可以精确地拼合起来，他便着手调研资料进行论证。经过数年的研究，他发表了代表作《海陆的起源》一书，从动植物、化石和地质等方面论证了“大陆漂移说”。这个理论的中心思想是，在2亿2千多万年前，地球上的大陆是合并在一起的，大陆的周围由古海洋包围着。后来，随着长时间的地壳运动，大陆分裂成几块并各自漂移，形成如今的七大洲四大洋。此理论虽有不少证据，但有很多问题未得到合理解释，加之魏格纳并非地质专业出身，因此他的理论饱受质疑，甚至有人说他是哗众取宠的“疯子”。

自20世纪30年代起，美国海洋地质学泰斗莫里斯·尤因通过多艘装有专业声呐设备的海洋科考船在太平洋、大西洋等多个海域开展海洋地理和地质的研究及测绘工作，积累了大量宝贵的数据和资料供专业机构分析，引领着美国海洋地质学理论的发展。到了20世纪50年代中期，尤因的学生布鲁斯·希曾和马瑞·瑟普利用尤因所提供的数据绘制了世界海洋地图，他们惊奇地发现，在大西洋洋中脊里有一个被两侧山峰包夹的海底裂谷。

起初他们还以为这是个别现象，后来才发现这一现象遍布全球各大洋底，且极富规律性，整个地球就像一个遍布“伤口”的大篮球。这一发现不久被尤因和希曾发表，他们认为海底山脊群和海底裂谷即是地壳和地幔的交界处，而涌出地表的熔岩隆起形成了新的地壳，直接的表现就是海底山脉群和海底裂谷。这一发现使之前被认为是胡说八道的“大陆漂移说”得到了证实。“大陆漂移说”再次引发了学术界的广泛思考。美国海洋地质学家迪兹和美国地质学家哈瑞·赫斯各自经过数年研究，在尤因和希曾的学术成果基础上，于20世纪60年代初相继发表了板块扩张理论，清晰地解释了地球板块的扩张新生和归入地幔消亡这一周而复始的机制，并肯定了对称的海底海脊和裂谷就是地球板块的交会处。之后，随着20世纪60年代中后期科考技术的不断进步，新的证据频频出现，进一步证明了“大陆漂移说”的正确性。“大陆漂移说”虽被证实，但还需要去海底实地勘探，这也成为众多科学家的夙愿。作为当时世界上海洋研究最为发达的两个国家——法国和美国，决定对大洋海底进行联合科考。

FAMOUS计划

1971年，法美两国政府就大洋地理，特别是大西洋洋中脊的联合探索进行会晤。经磋商，两国将此次科考定名为“法美大洋中部海脊联合科考计划”，即FAMOUS计划，FAMOUS是用该计划名称中各词首字母拼合而成的词。分别位于大西洋东西两侧的法国、美国联合考察大西洋洋中脊，既能为国际地质学提供可靠有力的实物依据，又可彰显两国强大的综合国力。计划分两阶段进行，分别为1973年夏季和1974年夏季。两国派出了“阿尔文号”“阿基米德号”和新深潜器“塞纳号”进行科考。“塞纳号”是和“阿尔文号”相仿的小型深潜器，它是雅克·库斯托为法国科学中心设计研制的专用设备。雅克·库斯托先是开发了“SP-350”和“SP-500”蝶形深潜器，之后他又进一步开发出“SP-800”“SP-1300”及深海星系列等衍生型号，并开发出“赛纳号”（又名“SP-3000”）。“塞纳号”外形与其他SP系列深潜器一脉相承，而“3000”代表着它的工作潜深可达3000米。有趣的是，早在1970年，“阿基米德号”曾成功打捞过在深海进行无人潜航试验时沉没的“塞纳号”，正如之前美国“阿鲁米纳号”救助了“阿尔文号”一样，历史发生了惊人相似的情节。

不可思议的景象

在为期2年的科考中，大多数时间都是单调和枯燥的，但科学家们通过不懈的努力，在重复无味的工作中取得了成果，这里向大家介绍一些代表性成果。

1973年8月，“阿基米德号”率先出马，开始在离亚速尔群岛不远的海域进行考察，由法方的著名海洋学家爱克沙维尔·乐比昂带队。乐比昂在尤因的科研机构工作，也是本项目的重要科学家之一。在这次考察中，技术成熟可靠的“阿基米德号”接近海底时，科学家们发现了不可思议的奇景——在漆黑一片的深海中，竟然有岩浆从海洋裂谷中渗出，就像地面上的火山口周边一般，有的岩浆从崖壁中源源不断地漏出，有的则从突岩和断层上缓缓流下。从远处望去，一片片暗红中透着亮黄色的岩浆像瀑布般流出，与冰冷且高压的海水互相接触碰撞，很快凝结成形状各异的岩石。这种奇观多么像小说《地心游记》中描写的景象啊！这样蔚为壮观的景象是深潜史上前所未见的。此外，他们还发现，在约2600米深的洋底竟然覆盖着一层“积雪”。难道海底有未融化的积雪？经采样研究，这原来是由大量死亡生物分解后的碎屑、沉积的生物排泄物和陆地水流带来的颗粒等杂质所聚集而成的有机颗粒物。沉积的“积雪”覆盖了大片洋底，“阿基米德号”宛如在冰天雪地的极地中旅行。乐比昂和他的团队创造了世界第一批潜入大西洋洋中脊的纪录，并成为第一批观察到海底岩浆瀑布奇观的科学家。

1974年6—8月，“阿基米德号”“阿尔文号”“塞纳号”开始分批、分区域扩大探索海底裂谷的种种地质地貌。经过20世纪60年代末和70年代初的改造，“阿尔文号”换上了新的外壳，并更换了高性能载人工作舱，潜深能力得以加强。其驾驶员是美国青年海洋学家罗伯特·巴拉德，一位了不起的科学家，他像乔治·奥特、雅克·库斯托和雅克·皮卡尔德那样，无论在当时还是日后都为人类海洋学作出了杰出的贡献。“阿尔文号”和“阿基米德号”一样，除了观察岩浆瀑布外，还发现了冷凝熔岩。冷凝熔岩外形奇特，有的像奶油，有的像荷包蛋，还有的像条状的牙膏，以及纸杯蛋糕，这些奇特的外形由熔岩的温度、质量、位置等各种因素造成。正是熔岩的不断涌出和堆积才使地壳得以不断新生。

经过2年的全面科考和数十次的潜航探索，研究团队带回了大量科考样本和十多万张洋底照片，这些资料都佐证了地球板块漂移推论的正确性。大洋的海底海脊和裂谷正是板块的边界，不断涌出地壳的熔岩形成新的地壳，将板块向相反方向缓慢推移，最终不断推动着板块的更迭。法美两国的专家通过深海的实地考察，直接见证了新地壳的诞生。随着越来越深入的考察，人们发现了与浅海生物迥然不同的深海生物，它们引起了广泛的兴趣，科学家们对它们的研究更是日益深入……endprint