[極限探索·深海專題之八]

大家是否知道海底的地理構(gòu)造？是否好奇海洋最深處究竟在哪里，以及深度是多少？下面，就讓我們一起來看看20世紀(jì)的科學(xué)家們是如何勇敢地挑戰(zhàn)和探索世界未知的神秘領(lǐng)域的。

馬里亞納的呼喚

海洋底部的地貌大多是由大陸邊緣、大洋盆地和大洋中脊這三大部分組成的，但也存在一種比較少見的特殊地貌——海溝。海溝是大洋盆地和大陸邊緣交界處的海底低洼地帶，也是人類已知的地球上最深的區(qū)域。

20世紀(jì)上半葉的兩次世界大戰(zhàn)，雖然給世界人民帶來了巨大災(zāi)難，但也同時(shí)推動了人類科技的迅猛進(jìn)步，深?？瓶技夹g(shù)也隨之飛速發(fā)展。1951年，英國的“挑戰(zhàn)者Ⅱ號”科考船發(fā)現(xiàn)，太平洋菲律賓群島附近的馬里亞納海溝的“挑戰(zhàn)者海淵”是已知地球海洋的最深處。隨后，蘇聯(lián)“勇士號”科考船使用回聲探測儀，確認(rèn)了“挑戰(zhàn)者海淵”的深度為11034米。從而，人類終于明確了地球上離地心最近的地點(diǎn)，這一發(fā)現(xiàn)也鼓舞了勇士們?nèi)ヌ魬?zhàn)和探索這片未知的領(lǐng)域。

皮卡爾德博士于1951年中途退出了與法國合作的“弗恩斯-3”深潛器的設(shè)計(jì)與制造，隨后尋求到了瑞士和意大利的資助，最終和兒子雅克共同設(shè)計(jì)、制造出了新型深潛器。這臺新型深潛器的浮筒呈粗長的雪茄形，浮筒下方掛載了一個(gè)球形載人艙。這樣的設(shè)計(jì)不僅便于拖曳航行，還提高了其抗風(fēng)浪的能力。此外，該深潛器還配備了遠(yuǎn)比簡單的壓載金屬塊更加先進(jìn)和合理的可控電磁壓載配重系統(tǒng)。簡單地說，就是在浮筒內(nèi)設(shè)計(jì)有2個(gè)中空金屬漏斗桶，桶內(nèi)安放約10噸重的小金屬球，在桶口裝有電磁鐵，金屬桶與海水相連以保持同等水壓。當(dāng)下潛時(shí)由電磁鐵控制小球，鎖住小球不外溢而保持配重。而當(dāng)需要上浮時(shí)則可以精確控制電磁鐵的失效時(shí)間和小球的釋放量，從而調(diào)整深潛器的上浮速度和狀態(tài)。一旦電磁控制系統(tǒng)失靈，小球自動溢出金屬桶，潛水器就可安全地自動上浮海面脫險(xiǎn)。

這個(gè)深潛器的球形載人艙直徑達(dá)2.1米，由空心半球體鍛鋼合模拼接而成，額定乘員2人。而浮筒長約15米，寬3.5米，用航空汽油作為浮力源，被劃分成若干個(gè)隔艙，有開口連接。皮卡爾德將深潛器命名為“的里雅斯特”——其投資方所在的城市。“的里雅斯特號”1953年8月6日下水海試，8月14日完成首次載人下潛。9月30日，皮卡爾德父子又創(chuàng)造了3150米的深潛世界新紀(jì)錄。此時(shí)的皮卡爾德年事已高，這是他告別深潛前的最后一次親自實(shí)踐。盡管“的里雅斯特號”在深潛時(shí)多次因結(jié)構(gòu)原因陷入海底的軟泥中，但最終都有驚無險(xiǎn)地返回了海面。

平心而論，皮卡爾德父子憑借超凡的勇氣和出類拔萃的設(shè)計(jì)理念創(chuàng)造出的“的里雅斯特號”，足以匹敵法國傾力打造的“弗恩斯-3”。1954～1955年，因前期籌集的資金消耗殆盡，他們的項(xiàng)目再次陷入了停滯狀態(tài)。然而，這一難題無法阻擋皮卡爾德父子前進(jìn)的腳步，他們在歐美各國進(jìn)行社交游說，希望項(xiàng)目能有新的轉(zhuǎn)機(jī)。

游曳生物計(jì)劃

1956年，瑞士的科研基金會向皮卡爾德父子施以援手，為其提供資金使深潛項(xiàng)目重新啟動。隨后不久，雅克遇見了一位極具戰(zhàn)略眼光的美國海洋地理學(xué)家——海底擴(kuò)張學(xué)說的鼻祖羅伯特·迪茲。正是他向美國海軍建議與雅克合作，并進(jìn)一步推進(jìn)深潛計(jì)劃，最終于1957年促成了美國海軍出資支持。同年，蘇聯(lián)在太空領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就，社會壓力迫使美國政府必須有所作為。

因此，美國海軍于1958年初收購了“的里雅斯特號”的整個(gè)深潛項(xiàng)目，并將深潛器運(yùn)到美國加州圣迭戈基地。美國海軍在對其進(jìn)行全面研究后發(fā)現(xiàn)該深潛器仍然存在著巨大的開發(fā)潛力，遂決定將其重新制造后用于更深海域的探測和考察。缺乏深潛器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的美國海軍，基本上保留了原有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并請大名鼎鼎的德國克虜伯金屬公司進(jìn)行此次重新制造。改造后的載人艙直徑近2.2米，觀察窗厚達(dá)150毫米，艙壁的厚度也增至120毫米，足以抵御12 000米深處的水壓。同時(shí)，浮筒長也增至約18.2米，寬3.5米。新的“的里雅斯特號”被分成13個(gè)隔艙，潛水時(shí)的滿載排水量也增至近150噸。不僅如此，美國人還發(fā)揮自身的強(qiáng)項(xiàng)，完善了通信系統(tǒng)和電子設(shè)備。

新的“的里雅斯特號”成了人類深潛史上空前的作品，美國海軍相信這是當(dāng)時(shí)世界上功能最強(qiáng)大的深潛器。1959年10月，新的“的里雅斯特號”被運(yùn)往太平洋關(guān)島的基地進(jìn)行檢測。同年11月15日，深潛世界紀(jì)錄被其刷新至5530米。1960年1月8日，紀(jì)錄再次被其刷新至7300米。隨后，沒有對手的新“的里雅斯特號”在探索海洋最深處前共完成64次深潛作業(yè)。經(jīng)過不斷的積累，人們終于準(zhǔn)備向“挑戰(zhàn)者海淵”發(fā)起沖擊。這一系列深潛行動的目的在于實(shí)地考察海底極限環(huán)境中，各種生物、物理和海洋地質(zhì)的存在形態(tài)，其代號為“游曳生物計(jì)劃”。

挑戰(zhàn)海洋最深處

1960年1月23日，新的“的里雅斯特號”來到了“挑戰(zhàn)者海淵”最深處的上方，當(dāng)時(shí)海面風(fēng)大浪急，加上深潛器的一些外部設(shè)備已有相當(dāng)程度的損壞，并不利于深潛作業(yè)。但雅克果斷決定于8時(shí)20分和訓(xùn)練有素的美國海軍中尉唐·沃什共同執(zhí)行本次深潛任務(wù)。

海水注入前后壓載艙，新的“的里雅斯特號”開始逐漸下潛。不同深度海水溫度的差異，使得海水密度不同，從而影響到深潛器的下潛速度。雅克和沃什通過調(diào)整配重等方法，將下潛的速度控制在每秒數(shù)十厘米到約2米不等。下潛到了200米后，深潛器外的環(huán)境已近似黑夜。等下潛到1700米后，隨著水深的增加，深潛器內(nèi)越來越冷，雅克和沃什不得不穿著厚衣服御寒，并補(bǔ)充能量。幸好在下潛過程中他們還能通過觀察窗看到許多奇異的發(fā)光生物而不至于單調(diào)。

這時(shí)艙內(nèi)的科學(xué)設(shè)備比起十多年前已先進(jìn)許多，除了有氧氣罐供氧，用過氧化鈉中和二氧化碳外，還加裝有供乘員排泄的設(shè)備，甚至裝上了聲吶對講機(jī)，從而能與海面上的支援船進(jìn)行通信。聲波能以高出數(shù)倍于空氣中的速度在水中傳播，即使從“挑戰(zhàn)者海淵”的底部傳播至海面，時(shí)間也就僅需約7～8秒。深潛的過程雖不像火箭發(fā)射那樣雄偉壯觀，但也扣人心弦。

當(dāng)雅克和沃什下潛達(dá)9000米深度時(shí)，他們高興地向支援船通報(bào)，此時(shí)他們的下潛深度已超越了地球最高海拔的珠峰頂端高度了。當(dāng)下潛到約9600米，雅克和沃什聽到一聲巨大的悶響，但經(jīng)反復(fù)檢查并未發(fā)現(xiàn)異樣，隨即決定繼續(xù)下潛。到了下午約13時(shí)10分，新的“的里雅斯特號”觸底到達(dá)“挑戰(zhàn)者海淵”的最深處，深度10 916米，這次它沒有陷入軟泥中。雅克和沃什非常興奮，皮卡爾德家族兩代人的夢想也終于在此時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。不可思議的是，此刻雅克和沃什竟然還見到了一條約30厘米長的比目魚，還有一些半透明的小蝦。

要知道此刻整個(gè)深潛器承受的水壓大約相當(dāng)于1.5個(gè)上海東方明珠廣播電視塔的等重產(chǎn)生的壓力，相當(dāng)于在大拇指甲面積大小的地方壓著一輛重逾2噸的小卡車。此次深潛過程中還發(fā)生了一件讓人驚心動魄的事——在深潛器即將觸底前，通信突然中斷了一段時(shí)間。直到再次收到來自海底的回音，支援船上焦急等待的工作人員這才放下心來。雅克和沃什在海底停留了約半小時(shí)，采集完一些海底樣本后，新的“的里雅斯特號”開始返航了。

當(dāng)雅克和沃什返回到海面時(shí)，他們終于找到了之前發(fā)生那聲巨大悶響的原因，原來在出入通道的一塊有機(jī)玻璃窗上出現(xiàn)了一條裂痕，幸好損壞沒有擴(kuò)大，最終也沒有影響到返航。此時(shí)已接近下午17時(shí)，整個(gè)科考過程用時(shí)約8小時(shí)30分鐘。返航后，為表彰雅克和沃什對社會、科學(xué)、軍事等領(lǐng)域所作出的杰出貢獻(xiàn)，人們給了他們英雄般的禮遇，而他們的深潛紀(jì)錄也已載入人類的史冊，并一直保持了50多年。

可喜的是，在上海海洋大學(xué)深淵科學(xué)技術(shù)研究中心，由崔維成主任帶領(lǐng)的“彩虹魚”全海深載人深潛器潛探科考計(jì)劃預(yù)計(jì)將于2019年向“挑戰(zhàn)者海淵”的極限深度再次發(fā)起沖擊。在此向他們致以崇高的敬意。喜愛體育運(yùn)動的沃什老先生目前依然體格強(qiáng)健，至今仍為社會普及海洋知識、保護(hù)海洋不斷地努力著。而雅克在這次探索后，成為世界知名的海洋學(xué)家，日后創(chuàng)造出了更為光輝燦爛的奇跡。人類成功挑戰(zhàn)海洋最深處不是探索的終點(diǎn)，而只是開始……