文/孟佳菲 陳 芬

揭開深海的神秘面紗

文/孟佳菲 陳 芬

當(dāng)艙門被重重地關(guān)上，艙內(nèi)燈光熄滅，我意識(shí)到此次探險(xiǎn)旅程即將開始了。船長(zhǎng)用短促而有力的聲音發(fā)出指令：“檢測(cè)儀器、儀表，準(zhǔn)備起航！命令關(guān)閉通氣孔，打開通海閥，主壓載水艙注水?！睗撍Ь従徬聺摚谀：乃挛译[約可見(jiàn)一些構(gòu)筑物。我們從科技館出發(fā)，迂回一段路程后，潛水艇開始上浮，探察隊(duì)長(zhǎng)告訴我們，現(xiàn)在正航行在大運(yùn)河上。水面上藍(lán)天白云，運(yùn)河灰綠的水色，映襯兩岸的垂柳和夾竹桃，柳林深處是民房和高層建筑。

很快，我們來(lái)到了三堡船閘，它平衡著京杭大運(yùn)河和錢塘江之間的水位。駛過(guò)船閘，我們一路經(jīng)過(guò)了著名的錢塘江、杭州灣跨海大橋、鹽田和春曉油田，潛水艇行駛于皎潔的月光中，四周一片朦朧，不久，晨暉千里，一輪紅日冉冉升起，GPS系統(tǒng)提示潛水艇已至預(yù)定下潛位置，船長(zhǎng)命令做深潛檢測(cè)，潛水艇水花激蕩，海水慢慢沒(méi)過(guò)了我的視線。

潛水艇繼續(xù)下潛，大陸斜坡輪廓越來(lái)越清晰，四周一片昏暗，環(huán)境愈加靜謐，潛水艇由于受壓不時(shí)發(fā)出“咯咯”的響聲。隨著下潛深度的增加，視線漸趨模糊，GPS提示我們已接近海底沙灘。潛水艇緊貼海底沙灘漫游著，忽然前方有個(gè)點(diǎn)正閃閃發(fā)光，“這是一處礦產(chǎn)！讓我們先采集一些標(biāo)本，帶回去請(qǐng)地質(zhì)學(xué)家研究！”探察隊(duì)長(zhǎng)興奮地說(shuō)著。此時(shí)機(jī)械臂正提取礦物樣品，昏暗中我隱約看到金屬礦在泛著光芒。就在大家為取得稀有樣品而高興時(shí)，遠(yuǎn)處，一條面目猙獰的大鯊魚急速地朝我們逼近，重重地撞在潛水艇上，艙內(nèi)隨即劇烈搖晃了一陣子。

潛水艇繼續(xù)行駛，所見(jiàn)生物種類已明顯稀少……“現(xiàn)在水深6000米，我們已經(jīng)進(jìn)入馬里亞納海溝，馬上就要到達(dá)世界上最深的地方了”船長(zhǎng)說(shuō)完后，命令打開深海探照燈，我們立即看見(jiàn)了或崎嶇，或平緩的深海海底地貌，光禿禿的，不見(jiàn)任何生物……探查隊(duì)長(zhǎng)說(shuō)道：“啟動(dòng)潛水艇修復(fù)程序，繼續(xù)下潛，現(xiàn)在水深為11034米，這里就是馬里亞納海溝的最深處，這里的壓強(qiáng)足有1000多個(gè)大氣壓。”聽著這些數(shù)字，我不由感嘆，人類能到達(dá)這里真是一個(gè)奇跡！

又經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的一段航行，艙門再次開啟，探查隊(duì)長(zhǎng)宣布此次探秘旅程已圓滿結(jié)束。在這次旅途中，除了新奇刺激，想必大家也會(huì)有所疑問(wèn)，潛水艇到底是用了什么法寶勘測(cè)到海底生物及礦產(chǎn)資源的呢？

我們知道，在水中進(jìn)行目標(biāo)的觀察和測(cè)量，最好的工具就是聲波。相對(duì)于穿透力有限的光波和探測(cè)距離過(guò)短的電磁波，聲波在水中傳播的衰減量最小，也是唯一能在深海作遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪芰啃问?。所以利用聲波探測(cè)水下目標(biāo)的聲吶技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了。

所謂聲吶，就是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于魚雷制導(dǎo)引信、魚群探測(cè)、海洋石油勘探、水下作業(yè)和海底地質(zhì)地貌勘測(cè)等領(lǐng)域。聲吶裝置一般由基陣、電子機(jī)柜和輔助設(shè)備三部分組成，其中換能器是核心器件。換能器利用某些材料在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下發(fā)生的壓電效應(yīng)或磁致伸縮效應(yīng)來(lái)發(fā)射和接收聲波。

聲吶按照工作方式來(lái)分，有“主動(dòng)聲吶”和“被動(dòng)聲吶”兩種?！爸鲃?dòng)聲吶”相當(dāng)于“黑暗中的閃光燈”，主動(dòng)發(fā)射聲波“照射”目標(biāo)，然后接收水中目標(biāo)反射的回波以測(cè)定目標(biāo)的參數(shù)。潛水艇能探測(cè)到魚群、深度，都是依靠它的幫助。而“被動(dòng)聲吶”則在自身不發(fā)出任何信號(hào)的情況下探測(cè)，其原理是接收艦船等水中目標(biāo)產(chǎn)生的輻射噪聲和水聲設(shè)備發(fā)射的信號(hào)，以測(cè)定目標(biāo)的方位。如果要探測(cè)敵艦而不暴露自己，就要請(qǐng)它“出山”了！

在一般情況下，兩種聲吶潛水艇都會(huì)攜帶，但有時(shí)由于水流聲音的干擾和噪音的出現(xiàn)，我們會(huì)把“拖曳聲吶”也給捎上，拖曳聲吶的使用極大地強(qiáng)化了潛水艇的偵測(cè)能力。船體的尾端是動(dòng)力輸出的部分，由于受水流聲音的干擾，位于前方的聲吶無(wú)法聽到這個(gè)區(qū)域的訊號(hào)，因而形成一個(gè)盲區(qū)。使用拖曳聲吶之后就能夠消除這個(gè)盲區(qū)，找出躲在這個(gè)區(qū)域的目標(biāo)，保護(hù)潛水艇不被偷襲！

我們有理由相信，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類肯定能在海底發(fā)現(xiàn)更多的生命形式，這對(duì)于我們了解地球生命的起源具有重要意義。

海洋探查模擬裝置：

可乘坐式潛水艇型模擬裝置。內(nèi)設(shè)屏幕，影像以潛水艇的視角展現(xiàn)沿浙江的運(yùn)河而下，最終潛入深海的情景，并配合座椅搖動(dòng)、儀器儀表展示、音響效果等手段增強(qiáng)臨場(chǎng)感，使參與者更好地了解潛水艇的構(gòu)造及深海潛航技術(shù)。