深海探索:黑暗中的生机

作者: 杜梦然

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2024-03-08 07:05:23

文章讲述了深海探索的故事,介绍了深海载人潜水器的发展历程、深海热液和冷泉的发现、冷水珊瑚的秘密以及深渊生命的研究。通过杜梦然的亲身经历,展示了深海中生机盎然的景象和科学家们对未知领域的探索精神。

谁能想到,水深1000多米完全没有阳光的深海,竟然是一片生机盎然。在黑暗高压的深海,这一法则将不再适用。我是杜梦然,来自中国科学院深海科学与工程研究所。今天我想与大家一起分享深海的故事。首先我们一起来了解一下深海载人潜水器的发展历程。远在16世纪,人类就已经开始了对潜水服的研究;在17世纪末的时候,人类就发明出了潜水钟;在19世纪的时候,又把它演化为潜水球。

自此之后,全世界就开始迅速掀起了对载人潜器的探索,一直到1961年,它首次成功地把两人带到了万米的海底——人类首次万米深潜在海底停留了20分钟。然而,一直到了51年后的2012年,万米海底才迎来它的第3位人类朋友。我们可以看到,在载人潜水器发展的300余年历程中,已经有12人到过月球、有500多人到过太空,然而却只有3人成功到达了万米海底。

2020年11月10号,我国自主研制的全海深载人潜水器“奋斗者”号抵达了全世界最深点——海平面以下10909米的马里亚纳海沟挑战者深渊,创造了中国载人深潜的新纪录。这是国际上首次同时将3人带到万米的海底,也是国际上首次实现万米海底的高清视频直播。在20世纪70年代末,海洋科学家通过研究发现,海底竟然是“漏”的:一种是在大洋中脊和断裂带上。

这是由于在海底有大量的裂隙,巨量的海水沿裂隙下渗,又受深部热源的加热作用,便会溶解地球深部的金属等元素,再从洋底喷出,如同烟囱一般十分壮观。它们的流体温度可以高达400℃,因此被称作深海热液。还有另外一种通常发生在大陆架的边缘,它是由于水合物不稳定发生分解等原因,释放出甲烷以及其他的烃类气体,因此被称作深海冷泉。

在2018年6月份,我非常有幸地跟随着“探索一号”科考船和“深海勇士”号载人潜水器,来到了南海的一处冷泉区进行科学考察。潜水器会配有一套完整的生命支持系统,以此保证下潜人员的水下作业安全。它还配有声纳系统、导航系统、定位系统等等,使它在水中能够自主航行。除此之外,潜水器还能够与水面之间进行高速的水声通信,实时传输水下的文字、语音以及视频等,这样就使得我们的母船能够随时知道潜器在水下的状态。

这是我第一次跟随“深海勇士”号进行下潜,也是我第一次目睹冷泉生物的盛况。很难想象,在水深1000多米完全没有光的深海,竟然是一片生机盎然。

在2018年11月,我们又迎来了一个激动人心的航次——在南半球的西南印度洋热液调查航次。海底的景象同样也是惊心动魄的。在水深接近2800多米的龙旂热液区,灯光所及之处,烟囱林立、黑烟滚滚,可见度非常非常低。我们的潜水器需要非常小心翼翼地在烟囱林里穿行,否则一不小心就很有可能撞到这些烟囱,或是被高温流体所灼烧。然而在这样一个看似严酷无比的深海环境条件下,生命皆以各种意想不到的方式顽强生存。

深海之下还有另外一处秘境,我们喜欢叫它“冷水珊瑚花园”,在水下几百米到6000多米的地方都发现。与我们所熟知的暖水珊瑚不一样的是,冷水珊瑚不依赖阳光,也不需要与单细胞藻类共生,它们以海水中的浮游生物和沉降有机质为食。最常见的冷水珊瑚是柳珊瑚,触手多为八放型,它们的骨骼也是以碳酸钙为主。其中最为常见的是经常被我们称作海洋活化石的竹节柳珊瑚,它拥有着长达上千年的生命周期,也有着像树木一样的年轮。

科学上的深渊是指水深超过6000米的区域,全球总共有37条深渊,其中有5条超过了万米。深渊也是地球系统上最为神秘的系统之一,因为这里有着低温、超高压、黑暗无光、地震频发等特点。深渊到底是生命的禁区,还是生命的起源之地?地球生命的极限在哪里?它们适应极端环境的机制又是怎样的?

如今,载人潜水器已经带着我们下潜到了世界大洋的很多地方。

每一次下潜,每当舱口盖关闭的一刻,就仿佛又重新为我打开了一扇新的通往未知世界的大门。在我跟随“深海勇士”号500潜次下潜的时候,就“穿越”回了500年前。我们在南海西北陆坡一处水深1500米的区域发现了一艘大型的古代沉船,这艘沉船的体型以及物品规模都远超我们过去所见。这艘沉船所携带的货物主要以外销的瓷器为主,我们可以看到这些色彩绚丽的珐华器。

这些瓷器的散落范围达上万平方米,推测数量有数万件,初步判断时代为明朝正德年间。

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