2020年11月10日8时12分,中国的万米级载人深潜器“奋斗者”号成功坐底地球海洋最深处:马里亚纳海沟挑战者深渊。坐底深度为10909米,创造了中国也是全世界载人深潜的新纪录。“奋斗者”号载人深潜器成功坐底马里亚纳海沟挑战者深渊10.9公里,在高速公路上只是6-7分钟的车程,但是在海洋的深度上却是难以跨越的尺度。为什么深海探索的人数远远少于去过外太空的宇航员呢?
无光,低温,高压就是人类需要面对的多重困难。
深海环境的部分参数《大海有多深》——深海探索我们会遇到什么阻碍如此困难重重为何人类要探索深海呢?好奇心是人类了解一切未知的强大内驱。因为好奇的驱动,我们会探究天有多远,山有多高,海有多深。其实许多基础科学和前沿科学研究在时下可能并无太多的实用价值,但是对于未知领域的探索能够扩大人类的认知,为后续的科技发展以及社会经济发展提供有指引的道路。
我们从深海的沉积物可以了解到地球过去的气候与生态环境。深海的沉积物来源广泛,主要是由黏土矿物组成。其来源有大陆架剥蚀作用所带来的陆地物质,也有海洋中的浮游生物,水生动物尸体所带来的物质,当然也有地质运动所带来的横向移动物质。深海中环境稳定,尤其是流速十分缓慢。因此沉积物沉降之后能够很好地“呆在原地”,不被“吹走”。虽然海沟被认为是沉积速率较高的区域,但也只是相对深海平原而言。
目前在千岛海沟的观察数据表明,海沟的沉积速度为5mm/100年-1000mm/100年。而年复一年稳定落到海底的沉积物包含了灰尘,植物,动物骨骼等。这些沉积物一层层的稳定的累积就形成了在垂直方向上展示地球百万年生态的时间轴。这些沉积物中的化石,或者有机碳含量则向人们揭示着海洋,以及地球的气候变化。
为了探究地球历史和动态变化,一个有23国(包括中国)在内的国际合作计划正在开展,其名称为国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)。该项目自1968年成立以来,对人类认识气候和海洋的变化,理解地球演化规律起到了重大的推进作用。
由于深渊海沟离人类生活的范围极为遥远,所以许多人错以为深渊海沟还保持着“淳朴”的原生态,是深海生物的“香格里拉”。但最近的研究表明,人类活动已经对深海的环境造成了影响。而且脆弱的深海环境也更为敏感。2019年5月美国潜水器“限制因子”号在海洋最深处发现了糖纸。2009年,美国“海神”号无人潜水器下潜至马里亚纳海沟挑战者深渊后在10900m的深度发现了雨衣。
2019年5月,美国探险家Victor Vescovo驾驶潜水器Limiting Factor成功挑战了马里亚纳海沟挑战者深渊最深处。但是当他潜入海底的时候,他却发现了塑料袋和糖纸。这些例子说明了海洋污染其实是一个全海深都共同面对的课题。不仅如此,更小尺度的污染——微塑料更是触目惊心。
随着人类技术的发展,以及空间与资源的限制,人类未来必定会飞向宇宙,殖民外星。
一颗拥有液态海洋的星球将会是新家园的首选。根据宇宙的均质性,组成地球海洋最主要的物质——水,在宇宙中处处存在。即使在太阳系中也是如此。人类已经发现在木卫二(欧罗巴Europa)和土卫二(恩塞勒达斯Enceladus)已经有冰下液态海洋存在的证据。在木卫四(卡里斯托Callisto)也发现了地下海洋的相关证据。另外,在土星,木星,海王星的一些卫星上均发现冰存在的痕迹。
生命可能起源于深海的观点已经被许多科学家认可,而且科学家们还认为地球上早期的生命形式应该拥有耐压基因,所以这些生命体具有耐高压的环境适应性。日本科学家也提出猜想:最初参与有机物(例如氨基酸)聚合过程的化学反应可能是在高压环境中发生的。所以,在深渊微生物耐压机制上的探究工作,可以帮助我们加深对深海的理解,并且为生命的起源和进化提供一条新的线索。
另外,海洋的极端环境也许与地球生命形成的早期环境类似(高压,缺氧)。所以这些极端环境下生存的微生物,也从某种程度上反应了生命早期的状态。对于深海微生物,尤其是一些厌氧型微生物的探究也能够揭示有机生命体早期的新陈代谢模式和生存之道。帮助人类揭开生命起源的奥秘。
人类只探测了5%的洋底,剩下的95%仍是谜一般的存在。全世界超过6500米的深渊海沟有26条,其面积总和超过美国国土面积,但是我们仍旧一无所知。所以也需要更多人的努力去揭开深海神秘的面纱,我们也需要更多的新生力量参与到探索深海,揭秘深渊的进程中。