深海探测器的秘密

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深海探测器的秘密

作者:李思扬

来源:《大科技·科学之谜》2014年第08期

曾几何时,“上九天揽月,下五洋捉鳖”只是诗人们的美好愿景。而今,人类的足迹已经从地球跨入了太空,揽月却不再成为神话。现在,只有那广袤无垠的大海是地球上人类尚未完全开拓和利用的最后空间了。如果说航天器是飞向宇宙的翅膀,那么,潜水器就是人类伸向海洋的触角。

下面就让我们来看看那些潜水利器吧!

全能利器:“阿尔文”号

说到潜水利器,就不得不提其中的传奇“阿尔文”号了。它是世界上最著名的载人潜水器之一,隶属于美国伍兹霍尔海洋研究所,目前其性能与中国的“蛟龙”号大体相当。它建造于1964年,当时最深可下潜至1868米处,后来经过多次改良,在1994年可到达4500米。截止到2008年,它已成功下潜超过4600多次,主要是用于科学考察,其中最著名的是它首次发现了海底热液和一些生物群落。

1977年,“阿尔文”号来到东太平洋加拉帕戈斯海沟,在2600米深的海底,被一个不明物体绊住了推进器。在调整了推进角度后,舱内的科学家被探照灯前的情景给惊住了:高大的柱状物体像烟囱一样喷发着滚滚的黑色液体,方圆几百米的范围里,数十个柱状喷发物使“阿尔文”号仿佛置身于一个由烟囱组成的海底工业基地。

更令人吃惊的还是,在这片黑色的烟囱林中,居然还孕育着生命,包括状如郁金香的管状蠕虫、白色的螃蟹、鱼虾、海贝、沙毛虫,以及一些不知名的海洋生物。随后,“阿尔文”号采

集了柱状喷发物及周围生物的标本,科学家剖开柱状物的标本后发现,里面居然是中空的管道,原来滚滚浓液就是从这里升腾喷出的,因此科学家形象地称之为“黑烟囱”。“黑烟囱”里富含硫化物等高温热液,为海底微生物提供丰富的营养。

“黑烟囱”的发现是人类海洋探险史上的一个重大成果。先前人们原以为海底是一片荒芜的沙漠,但“阿尔文号”却揭示了它其实是个生命的绿洲,这次发现,也从根本上改变了人类对生命的认识。

虽然科考是“阿尔文”号的主要任务,但它偶尔也会客串干点别的事情。例如,1966年初,刚建成的“阿尔文”号就为美国海军成功地找到了遗落在地中海里的一颗氢弹。在1986年,“阿尔文”号又立新功。它首次发现了沉睡在北大西洋海底“泰坦尼克号”的残骸,因此还登上了美国《时代》周刊的封面。

可以说,“阿尔文”号的下潜,真是充满了传奇色彩。它多次的下潜实践和出色表现,超过了世界上任何一艘深海科研潜水器。不过,近年来“阿尔文”号也显出老态,它目前能探索的最大深度仅为4500米,已被其他国家的潜水器迅速超越。所以,美国伍兹霍尔海洋研究所的科学家们正在用新技术对这款经典的潜水器进行升级。新生的“阿尔文”号下潜的深度可达到6400米,携带科学设备的重量是以前的2倍,同时也装备了新式传感器和先进设备,到那时,整个海洋可能都在它的探索范围之内。

搜寻利器:“鹦鹉螺”号

在下潜深度可达6000米的潜水器中,法国1985年研制成的“鹦鹉螺”号也算一个。虽然名字叫“鹦鹉螺”号,但这艘微型载人潜水器的外观却和普通的潜水器没什么两样。不过,它的重量较轻,上浮下潜速度快,能水平移动,可携带一个小型水下机器人。而且,其载人舱的设计很人性化:为每个乘客提供了一面约0.3 米厚的玻璃舷窗,当它潜入水下工作时,这些舷窗能为科学家提供绝佳的观察视野。

“鹦鹉螺”号以各种先进的声纳系统为其定位,并有一只由人工操作的机械臂负责在海底开采取样。另外,它还配有一个“等温样本篮”,正是依靠这一设备,它才能多次将样本完好地送回地面,其中就包括1987至1998年之间,它搜寻和打捞出来的泰坦尼克号碎片。事实上,对泰坦尼克号沉船的搜寻,正是它职业生涯中,最引以为豪的经历之一了。

此外,“鹦鹉螺”号还多次参与搜寻和找回海上失事飞机的残骸工作,可谓屡立战功。在多次下潜实践中,它曾打捞起10 个失事飞机的黑匣子。在水下搜寻方面,“鹦鹉螺”号可谓大名鼎鼎!

后来,它还被用于搜寻2009年法航失事飞机的残骸。不过,法航的这只黑匣子并没有成为“鹦鹉螺”号搜寻到的第11只黑匣子。因为飞机残骸所在的海域平均水深在4000~5000米,

海底裂缝处就深达8000米,而且海底情况较为复杂,分布着海沟、山脉、丘陵、峡谷等多种地形,其中,又以海底山脉和中央海脊为地球上最复杂地形之一。所以,诸多不利情况给“鹦鹉螺”号探测黑匣子的位置带来很大困难。

既然连搜寻利器“鹦鹉螺”号都找不到,那法航失事飞机的黑匣子是哪位“高手”找到的呢?

高端利器:里莫斯6000型

找到法航失事飞机黑匣子的这位“高手”,就是美国伍兹霍尔海洋研究所研制的里莫斯6000型潜水器。

为了更方便地探测海底的“深山峡谷”,美国伍兹霍尔海洋研究所研制了专门探测这类地形的水下设备——里莫斯6000型潜水器(下潜时速最大可达6000千米)。1995年,他们建造了第一艘里莫斯潜水器,后来,又在其上添加了高端的摄影机、新的感应器以及更先进的智能电脑,目前的里莫斯6000型潜水器可谓是达到了世界上最先进的水平。

究竟有多先进呢?还是来看看它的出色表现吧!

在法航飞机失事后的两年多时间里,先后有其他的三只搜寻队伍耗资超过2500万美元,去找飞机的残骸,最终都一无所获。直到2011年4月3日早晨,在伍兹霍尔海洋研究所的勘探船上,三艘里莫斯6000型潜艇传回了人们想要的1.5万张照片,那些有关失事飞机的图像一幅幅都出现了:引擎、黑匣子、起落架、部分机身残骸……它们静静地躺在海底。

这是里莫斯6000型潜水器第一次参与法航飞机残骸搜寻的工作,虽然在海底工作近20个小时,但最终不负众望。可见,像里莫斯6000型这种高端的潜水利器,一定会越来越多地被用在科学研究上。

深潜利器:“海神”号

前面所述的几款深海探测利器,虽然已经是潜水器中的健将了,但还是有部分海底它们无法到达。例如深约11000米的马里亚纳海沟,位于太平洋中西部马里亚纳群岛东侧。它形成据今已有6000万年,全长2550千米,呈弧形,平均宽70千米,大部分水深在8000米以上。最深处深达11000米,是地球上最深的地方,比珠穆朗玛峰的高度还要深2000多米。这里的压力是地表的1100倍。

为了探测世界上最深的马里亚纳海沟,美国伍兹霍尔海洋研究所专门研制了“海神”号机器人潜艇,它成功地抵达了海沟的最深处11000米。这是有史以来第一个到达海洋最深处的自动工具,之前只有两种由人操作的潜水器到访过这里。

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