唐立梅
每个国家都有自己200海里(1海里约为1.852千米)的专属经济区,在大陆架和专属经济区之外的区域就属于国际海底。国际海底的面积占地球表面积的49%,近一半。这个区域不属于任何国家,任何国家都没有主权,里面的资源是全人类的共同财产。但是,谁先调查,谁先勘探,谁就有优先开采权。每个国家都可以向国际海底管理区申请矿区,开采之后的一部分必须交给国际社会共享,但是大部分可以属于开采国。而这,也就是我们探索深海的理由之一。
探索深海需要先进的科考设备,随着技术的进步,我们已经有了拖网、可视抓斗、水下机器人等。但是,有很多详细具体的信息需要我们近距离去看看。那怎么把科研人员送下去呢?这时就需要载人深潜器,就像我们把航天员“送上”太空一样,我们需要把科学家“送入”海底。
中国是世界上第五个掌握载人深潜技术的国家,2009年研发成功的蛟龙号载人潜水器,最深下潜深度达7062米。之后,经过4年的海试,蛟龙号于2013年首次执行科考任务,笔者有机会参加了它的首次科考。
载人深潜器的应用主要集中在海洋生物和海洋地质。在出发前几个月,就会确定好航次的调查任务,如在什么海域作业,执行什么样的任务。
笔者参加的航段是在西太平洋的海山深潜,调查的正是中国富钴结壳矿区。富钴结壳又叫铁锰结壳,主体是铁和锰的氧化物,其中钴的含量很高,主要分布在海山上。具体到笔者执行的第72次深潜任务,是在采薇海山的西侧斜坡下潜,到达坡底之后进行600米高的爬坡作业、斜坡上的富钴结壳分布调查,以及地质取样和生物多样性的调查和取样。在到达距离海山坡底30多米时,打开探照灯,映入眼帘的是灰白色的沉积物,就像到了海底的“外太空”。
除了采集矿产资源样本和生物样本之外,还需要采集岩石样本。岩石,就像地球内部的探针一样,可以用来反演地球内部岩浆作用。大地构造运动会留下不同类型的岩浆记录,岩石圈的消亡和新生就如同人体的新陈代谢。所以,岩石好比是我们研究人体时的血液取样,分析里面的元素含量就如同分析血液里面的红细胞和白细胞。以俯冲带的岩石取样为例,我们可以取到橄榄岩、辉长岩和玄武岩。通过对这些岩石进行研究可以推演地质历史上板块的构造演化,建立构造演化模型,从而帮助我们认识过去发生了什么。
在深潜的前3天,潜航员会给你发一个背包,小读者们可以猜猜这个包里有些什么。
吃的?是的,有用来补充能量的巧克力和坚果,除此之外还有一条御寒的毛毯。海面有20多摄氏度,但是海底的平均温度只有1~2摄氏度。载人舱的直径只有2.1米,空间很狭小,里面还有高清拍摄系统和生命支持系统等复杂的设备,因此这里面是没有卫生间的。所以,从下潜前一天的傍晚开始就不能喝水了,当天早上也只吃1个煮鸡蛋和几块饼干。这样才可以保证在一整天近10个小时的作业过程里,不用考虑上厕所的问题。
早上8点半入舱,之后A型架用吊缆把我们吊到海面上,水手再开1个小艇跃到蛟龙号的背上,把吊缆解掉,全程无绳无缆地自由下潜。在完成海底作业任务之后,再自由上浮。
下潜5米时,阳光透下来,海水湛蓝,水面是一个个透澈的凸起,来回地晃荡,泛着白光。
50米的时候,窗外的浮游生物像暴雪一样冲我们袭来,一副“海雪”
飘飘的景象。
300米的时候,窗外就很黑了,但是还能看见机械手。
到350米的时候,就有发光生物了。第一只发光生物出现时,像流星一样从笔者的观察窗前划过,后来慢慢出现了很多发光生物聚在一起,之后又一下子散开去,就像夜空绽放的烟火。
一路观察取样,可以看到很多形态各异的生物。比如粉色的半透明海参,它看起来很柔软,但是却能抵抗非常大的水压。我们是在2700米的海底发现它的,这个深度的水压相当于270个标准大气压(人体最多能承受3个标准大气压强)。还有十二腕海参、带刺海参、鲜艳欲滴的海葵、白玫瑰一样的玻璃海绵、六腕海参等生物。有一种像丝袜一样的海绵,形态像极了一只长筒袜,如同一丝丝银线织就,我们给它取了个外号叫作“丝袜海绵”。
各种地质和生物样本都取到之后,再抛载上浮。
除了科研任务之外,我们还做了一个小的科普实验。把泡沫做成的小鱼、小熊等带到海底,回来之后,它们都变成了右图中约1/5的大小。这说明海底的压力是非常大的,同时也说明海底的压力是四周均衡的,因为它们只有变小,没有变形。
海底资源有很多种,例如: 在海盆有锰结核(铁、锰氧化物的集合体)和稀土资源,在洋中脊有多金属硫化物资源。在洋中脊热液区,矿产资源的金属含量很高,尤其是铜和锌的含量,可以达到陆地的600 多倍。除了矿产资源之外,更重要的是它的生物基因资源——黑暗生物链。在幽深的黑暗海底,还存在一个生命的天堂。陸地上的万物生长靠太阳,但是在深海,没有阳光,没有光合作用,这些生物是靠化能合成的。
如今,深海勇士号、奋斗者号、蛟龙号载人深潜器已经进入业务化运行,每个潜次可以携带两名科学家下潜,大大提高了作业效率。相信在未来,越来越多的海底奥秘将一一被人类揭开,也希望有越来越多的青少年加入海洋科考的行列。FFF4DB00-08BF-4B23-A3AD-6839A148DB54