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马里亚纳海沟传奇

2021-05-17易石

科学大众(中学) 2021年2期
关键词:马里亚纳水深海沟

易石

人们更加深入地认识海洋、了解海洋,是从航海开始的。在征服了大海表面之后,富有冒险精神的人们又开始向海洋深处进军。

“我感觉到一种强烈的与世隔绝感,像是在外太空的星球表面,在另一个时空。”这是美国导演卡梅隆从马里亚纳海沟归来后发表的感想。这次“奋斗者”号载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟,不仅创下中国载人深潜新的深度纪录,还让神秘的马里亚纳海沟再次成为世人瞩目的焦点。就让我们跟随“奋斗者”号,来看看在马里亚纳海沟都上演了哪些传奇吧!

恐怖的马里亚纳海沟:最接近地心的人类禁地

马里亚纳海沟是令人心生畏惧的,如果把世界最高的珠穆朗瑪峰放在沟底,峰顶将不能露出水面。在人们看来,它是“最接近地心的恐怖地方”。

全世界深度大于6000米的海域很少,只占海洋总面积的1.2%。在深海海域中,不少地方有海沟存在。海沟是海底最深的地方,是位于海洋中的沟槽,一般两壁较陡,形状狭长,水深大于5000米,最深处可达10000多米。海沟多分布在大洋边缘,而且与大陆边缘相对平行。地球上主要的海沟都分布在太平洋周围地区,环太平洋的地震带也都位于海沟附近。这是因为海沟区的重力值比正常值要低,它意味着海沟下面的岩石圈被迫在巨大的压力作用下向下沉降。

在所有海沟中,马里亚纳海沟最为著名,它是目前所知最深的海沟,也是地壳最薄之处。马里亚纳海沟位于菲律宾东北、马里亚纳群岛东方,处在亚洲大陆和澳大利亚之间。它全长2550千米,为弧形,平均宽70千米,大部分水深在8000米以上,最深处为11034米,是目前已知的地球上最深的地方。

科学的马里亚纳海沟:这条深海沟槽到底有多深

天有多高,海有多深,一直是人们感兴趣的话题。现在,我们已经知道马里亚纳海沟最深的地方有11034米。科学家是怎么知道这个深度的?他们肯定不会拿一根长绳去丈量,而是使用一些科学仪器,不同时代所用仪器有所不同。

起初,科学家用声学方法来测量海深。科学家先向海底发出一个声波,根据它返回的时间和声波在海水中的传播速度来得到海的深度。1951年,英国皇家海军的“挑战者”二号考察船不断向马里亚纳海沟发送声波,并用耳机捕捉回波,用秒表来计时,最终在历史上首次获得超过万米的海深,当时所测到的最大水深为10863米。1957年,苏联科学院海洋研究所的“斐查兹”号海洋考察船对马里亚纳海沟进行了详细的探测,并用超声波探测仪来监测所发超声波的回声,结果在它的西南部发现了一条特别深的海渊,所测深度为11034米。

目前,科学家测定海深大多采用自动化的测深表。该表的原理是先测水压,再通过一个复杂的公式换算成水深而显示出来。1995年3月24日,日本研制的“海沟”号机器人被12000米长的缆绳缓缓放向海底,母船操作室内的17个监视器显示出潜水器发回的图像资料。经过3.5小时的下潜, “海沟”号到达海底,这时测深表显示的水深值是10903.3米,修正水深为10911.4米。修正水深是根据水压测定的值,通过含盐量、水温资料修正后的深度。

马里亚纳海沟究竟是怎么形成的?科学家估计,大约在6000万年前,太平洋板块与大陆板块发生了激烈的碰撞,因海洋板块岩石密度大、位置低,便俯冲插入大陆板块之下,进入地幔后逐渐熔化而消失,在发生碰撞的地方,就形成了如同嵌入地壳的深深海沟。这种碰撞并没有因为海沟的形成而停止,数千万年来仍然在进行,只是没有当初那样激烈,这就导致马里亚纳海沟仍然不时发生地震和火山爆发,到那里探险不仅需要勇气,更需要先进的科技装备来保障安全,否则可能有去无回。

奇幻的马里亚纳海沟:身怀绝技的海沟原住民们

在人们的固有印象中,深海应该是一片荒凉,仿佛途经陆地上的沙漠。其实,在深海“沙漠”中并不缺少生命。

在神秘的马里亚纳海沟,生活着众多奇特的生物,它们构成了一个奇幻的深海世界。在1000米深的海水中,发现过人们熟知的虾、乌贼、章鱼等;在2000 -3000米的水深处,发现过成群的大嘴琵琶鱼;在8000米以下的水层,发现过仅有18厘米大小的新鱼种。“奋斗者”号上的潜航员则透露,他们在近底航行时,还观察到海底有很多不明的、体积比较小的海参。

海洋中每增加10米水深,水压大概增加1个大气压。在巨大的压力之下,马里亚纳海沟中的动物身体结构发生了很大变化,它们的骨骼变得非常薄,而且可以弯曲,肌肉组织变得特别柔韧,纤维组织变得出奇细密。另外,由于深海中没有亮光,一些深海动物则进化出发光器官,有的为自己照明,有的则是用于吸引可吞食的猎物。

在深海中没有植物生存,那么,那些生物从哪里获得食物呢?它们有自己的独特生存方式,细菌、贝类等生物直接以无机物为生,其他稍大的鱼虾则以这些生物为食。

富饶的马里亚纳海沟:

这里为何不断上演探险传奇

从19世纪开始,各国探险家和科学家就不断潜入马里亚纳海沟进行探测。从探险家的极限尝试到科学家的考察活动,马里亚纳海沟为何具有如此大的吸引力?

早期对马里亚纳海沟的探索是为了满足人们的好奇心,探险的因素要多一些。后来,科学家认识到深海是一座性能优良的天然实验室。美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的道格-巴特莱特教授就曾表示: “探索马里亚纳海沟,有助于我们更好地了解地球及其生物,有助于发现新的生态系统,了解新的生命形式。”除了生物学家,其他科学家也热衷于深海研究。比如,地震学家在海底建立地震观测网,以减少深海地震及海啸对沿海地区的破坏。甚至连天体物理学家也要到海洋中来“插一脚”,他们在深海中建立中微子探测器阵列,希望借助干扰较少的深海来寻找中微子。

逐利也是人们探索马里亚纳海沟的重要动力,因为深海中拥有丰富的自然资源。据统计,全球深海区最终潜在石油储量高达1000亿桶。日本东京大学的研究小组还发现,包括马里亚纳海域在内的深海淤泥中含有大量稀土资源,可开采量约是陆地稀土储量的800倍。此外,海底还蕴藏着丰富的金、铜、铅、锌、镍、锰、钴、铁以及其他矿产。

(责任编辑:白玉磊)

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