什么是深海勘探(deep sea exploration)？

“深海”一词并非对每个人都有相同的含义。对渔民来说，深海是相对较浅的大陆架以外海洋的任何部分。对科学家来说，深海是海洋的最低部分，位于温跃层（阳光加热和冷却不再产生影响的层）下方和海底上方。这是海洋深度超过1000英寻或1800米的部分。

探索深海很困难，因为它们永远是黑暗的，非常寒冷（3000米以下0摄氏度到3摄氏度之间），并且处于高压（15750磅/平方英寸或高于海平面标准大气压力1000倍以上）。从普林尼时代到19世纪末，人们认为深海是一片死气沉沉的荒地。现代科学家认为深海是地球上最大的栖息地。已经开发了专用工具来探索这种寒冷、黑暗、加压的环境。

深海勘探是一项多学科的工作，包括海洋学、生物学、地理学、考古学和工程学。

深海勘探简史

深海勘探的历史起步较晚，主要是因为需要先进的技术来探索深海。一些里程碑包括：

1521年：费迪南德·麦哲伦试图测量太平洋的深度。他使用一条2400英尺重的线，但不触底。

1818年的今天，约翰·罗斯爵士在大约2000米（6550英尺）的深度捕捉蠕虫和水母，这是深海生物的第一个证据。

1842年：尽管罗斯有所发现，爱德华·福布斯还是提出了阿比苏斯理论，该理论认为生物多样性随着死亡而减少，生命不可能存在于550米（1800英尺）以下。

1850年：迈克尔·萨斯在800米（2600英尺）处发现了丰富的生态系统，驳斥了阿比苏斯理论。

1872-1876年：由查尔斯·威维尔·汤姆森率领的“挑战者号”进行了第一次深海探险。挑战者号的研究小组发现了许多新物种，它们都是唯一适应海底附近生活的物种。

1930年：威廉·比比和奥蒂斯·巴顿成为第一批访问深海的人类。在他们的钢铁深渊里，他们观察虾和水母。

1934年：奥蒂斯·巴顿创造了一项新的人类潜水记录，达到1370米（.85英里）。

1956年：雅克·伊夫·库斯特（Jacques Yves Cousteu）和他的卡利普索号团队发布了第一部全彩、全长纪录片《沉默世界》（Le Monde du silence，沉默世界），向世界各地的人们展示了深海的美丽和生命。

1960年：雅克·皮卡德和唐·沃尔什乘坐深海船只特里亚斯特号，降落到马里亚纳海沟深处的挑战者号底部（10740米/6.67英里）。他们观察鱼和其他生物。人们认为鱼不会栖息在如此深的水中。

1977年：热液喷口周围的生态系统被发现。这些生态系统使用化学能，而不是太阳能。

1995年：Geosat卫星雷达数据被解密，从而可以绘制全球海底地图。

2012年：詹姆斯·卡梅隆与“深海挑战者”号一起完成了首次单人潜入“挑战者”号深水舱底部的动作。

现代研究拓展了我们对深海地理和生物多样性的知识。鹦鹉螺探测车和美国国家海洋和大气管理局的奥基亚努斯探险家继续发现新物种，揭示人类对远洋环境的影响，探索深海下的残骸和人工制品。综合海洋钻探计划（IODP）Chikyu分析地壳沉积物，可能成为第一艘钻入地幔的船只。

仪器与技术

与空间探索一样，深海探索也需要新的仪器和技术。虽然太空是冷真空，但海洋深处是冷的，但压力很大。盐水具有腐蚀性和导电性。天很黑。

寻找底部

在8世纪，维京人将铅锤放在绳子上测量水深。从19世纪开始，研究人员使用钢丝而不是绳索进行测深测量。在现代，声学深度测量是标准。基本上，这些设备会发出响亮的声音并倾听回声以测量距离。

人类探索

一旦人们知道海底的位置，他们就想去参观和考察它。科学的进步远远超过了潜水钟，潜水钟是一个可以放入水中的装有空气的桶。第一艘潜艇是由科尼利厄斯·德雷贝尔于1623年建造的。第一台水下呼吸器于1865年获得Benoit Rouquarol和Auguste Denayrouse的专利。雅克·库斯托（Jacques Cousteau）和埃米尔·加格南（Emile Gagnan）开发了Aqualung，这是第一个真正的“水肺”（自给式水下呼吸器）系统。1964年，阿尔文接受了测试。阿尔文由通用磨坊公司建造，由美国海军和伍兹霍尔海洋研究所运营。阿尔文允许三人在水下停留长达9小时，深度达14800英尺。现代潜艇的航行深度可达20000英尺。

机器人探测

虽然人类已经造访过马里亚纳海沟的底部，但这次旅行费用高昂，只能进行有限的探索。现代探索依赖于机器人系统。

遥控车辆（ROV）是由研究人员在船上控制的系留车辆。ROV通常携带摄像机、机械臂、声纳设备和样品容器。

自动水下航行器（AUV）在无人控制的情况下运行。这些车辆生成地图，测量温度和化学物质，并拍照。有些交通工具，如Nereus，可以充当ROV或AUV。

仪器仪表

人类和机器人会访问不同的地点，但停留的时间不足以收集测量数据。海底仪器监测鲸鱼鸣叫声、浮游生物密度、温度、酸度、氧合和各种化学浓度。这些传感器可以连接到剖面浮标上，浮标可以在大约1000米的深度自由漂移。锚定观测站在海底放置仪器。例如，蒙特利加速研究系统（MARS）位于太平洋海底980米处，用于监测地震断层。

深海勘探

• 地球海洋最深的部分是马里亚纳海沟深处的挑战者号，位于海平面以下10994米（36070英尺或近7英里）。
• 有三个人参观了挑战者号的深水区。2012年，电影导演詹姆斯·卡梅隆（James Cameron）在一次单人潜水中达到创纪录的35756英尺深度。
• 珠穆朗玛峰将位于马里亚纳海沟内，上方有超过一英里的额外空间。
• 利用炸弹探测（将TNT扔进壕沟并记录回声），科学家发现马里亚纳海沟、克尔马德克海沟、千岛堪察加半岛海沟、菲律宾海沟和汤加海沟的深度都超过10000米。
• 虽然人类仍在探索，但大多数现代发现都是利用机器人和传感器的数据进行的。

来源

路德维希·达姆施泰德（Hrsg.）：德国柏林斯普林格自然科学技术研究院，1908年，第521页。