不過,根據目前掌握的信息,探索海底世界的回報將會極其豐厚,因為在這個黑暗的世界裏,礦產、天然氣、石油的儲量都非常豐富。此外,對海底奇妙世界的探索很可能會改變我們對地球生命起源和進化的傳統看法。除了這些實實在在的利益,還有壹些無形卻實實在在的滿足感,這就是探索地球最後邊緣的巨大樂趣。
至今未被人類征服的海洋,占地球表面的3/4,海水體積6543.8+04億立方千米,平均深度3700米。海洋中錯綜復雜的食物網孕育了種類繁多的海洋生物,比陸地上的任何生態系統都要復雜得多。從生活在海底火山口附近的食硫微生物和細菌到各種深海魚類,它們的熒光可以照亮很遠的地方,吸引許多生物供它們食用。在壹些地方,甚至可能有壹種被稱為“海怪”的新物種被發現,包括20米長的馬蹄蟹。
科學研究告訴我們,在這個海底世界裏,潛在的經濟價值也是不可估量的:能量巨大的渦旋洋流影響著世界大部分地區的氣象。如果能了解它們的形成機制和規律,就可以預測氣候災害的發生,避免數萬億美元的經濟損失。海洋中還有巨大的具有商業開發價值的鎳、錳、鐵、鈷、銅;深海中的細菌、魚類和植物可能成為保護人類健康長壽的神奇藥物的來源。據估計,在未來的幾十年裏,海洋帶來的好處將遠遠超過目前人類探索太空帶來的好處。如果人們能夠自由安全地出入海底,其經濟效益將立竿見影。
然而,到達海底與到達外層空間是壹樣的。沒有特殊的設備,人們是不可能到達海底的。常識告訴我們,沒有氧氣瓶的幫助,人不可能長時間下潛到3米以下——這只是海洋平均深度的三分之壹!隨著不斷潛入水中,壓力越來越大。人的內耳、肺部和壹些毛孔會感覺到壓力,很痛。當水下溫度較低時,它會迅速吸收人體的熱量。讓人很難在3米以下的水中堅持2 ~ 3分鐘。
由於這些原因,當代深海勘探不得不等待兩項關鍵技術的發展:深海球形潛水器和用鏈條捆綁的深海鋼球潛水器。會遊泳的人壹直在思考如何在水下獲取氧氣。幾千年來都是這樣。在古希臘,潛水員從裝滿氣體的瓶子裏獲得氧氣,而在現代,潛水員使用壓縮空氣潛入人體。通常人們可以潛到30米的深度。即使是最有經驗的使用水下呼吸器的人,也不敢冒險下潛到45米以下,因為深潛壓力的增加和浮到水面過程中的壓力變化,導致減壓病甚至死亡。使用密封潛水服,只能下潛到440米的深度。
球形潛水器創造了923米的深度,但操作起來非常困難。後來發明了小型深海潛艇,但只能用於科研。先進的深海潛艇配有水下攝像機、標本采集籃和具有人手功能的機械手。潛水器的實踐給出了肯定的答案。美國、法國、日本、俄羅斯等國家出於不同目的研制了深水潛艇,收集了海洋深處的動物、植物、巖石和水樣等數據樣本。這開啟了深海探索的新時代。人們在深海世界獲得了大量信息,從而改變了生物學、地質學和海洋地理學的壹些傳統觀點。科學家用新的眼光看待風和流的變化規律;太平洋上的厄爾尼諾現象對具有商業價值的魚類種群是非常有害的,它還會誘發地球上氣候的奇怪變化。海洋環流的不穩定可能導致全球氣候變化,或者使地球上穩定的氣候慢慢消失。
科學家們也意識到海洋底部的海床不是平坦的。它起伏不平,比我們的陸地地形更復雜,它的峽谷可以托起喜馬拉雅山。更神奇的是,在海底有壹條獨壹無二的、全球性的、長達6萬公裏的山脈。像壹條巨蛇,蜿蜒穿過大西洋、太平洋、印度洋和北冰洋。科學家稱這座海底山脈為“大洋中脊”。
到了20世紀70年代末,當地質學家仔細研究海洋中部的山脈時,他們更加相信構造板塊理論。根據這壹理論,地球表面不是單壹的石殼,而是由幾個巨大的板塊結構組成,其中最小的有幾千平方公裏,漂浮在地幔上。洋中脊的隆起可能是地殼最初形成的地方;新的板塊構造可能是在海床形成之前,其下方地殼的內力造成的。從大西洋中脊采集的巖石樣本證明了這壹點。這是板塊結構理論正確性的驚人證據。這是從海底流出的富含礦物質的熱海水最初來自海底煙囪狀山峰的又壹證據。說明巖石下還有巨大的熱量,熱量來自相對年輕的沈積物結構。這裏有壹個平均深度為2225米的熱液噴口。海洋地質學家仔細研究了海底的熱液噴口。經過觀察發現,這些噴流其實是海底的間歇泉,就像美國黃石國家公園的“忠實泉”壹樣。熱海水從海底的裂縫中流出。雖然溫度高達400℃,但不會因為這裏壓力太大而沸騰。熱水噴出後,很快冷卻。噴出的水中含有大量礦物質,包括鋅、銅、鐵、硫混合物和矽,這些礦物質被收集在海底。這些東西越積越厚,最後像“黑煙鬼”壹樣形成煙囪狀的山峰。
這些熱噴口的化學反應回答了困擾科學家多年的問題。為什麽海水中的大量鎂在其成分不斷被腐蝕的情況下,還能保持相對穩定?現在人們認識到,當熱水流過巖石時,鎂被從海水中剝離出來。
當科學家們把這些熱噴口當作研究海底世界的化學實驗室時,有商業頭腦的企業家們卻把它們當作金屬冶煉廠,因為它們可以從地球內部獲得巨大而有價值的金屬。海洋地質學家早就知道,4300米到5200米深的海底有壹層錳結核。這些土豆大小的錳核含有鐵、鎳、鈷和其他金屬。自20世紀70年代以來,許多采礦公司使用先進的設備來收集它們。
如果說海底的熱液噴口很神奇的話,更讓科學家驚訝的是,在這些含硫間歇泉周圍會有生命存在!這真的很出乎意料。1977年,科學家在這些熱噴口的水中發現了許多微生物,還發現了壹種20厘米長的管狀蠕蟲。壹條紅皮膚藍眼睛的怪魚!這個事實被新聞報道出來後,很多人壹開始並不相信,但這種“不相信”很快就被“好奇”取代了。人們自然會問這樣壹個問題:如果有生物,它們以什麽為生?在完全沒有光的地方,它們是如何生存的?奇怪的是,100多年前,壹位俄羅斯科學家發現了上述事實。他說水下細菌靠硫化氧生存,這種化合物對大多數生命都有劇毒!現在科學家發現,這些細菌與地面上的光合細菌正好相反,它們從化學物質中獲取生命能量;陸地上的光合細菌從光獲取能量。
現在很多生物學家認為地球上有通過化學合成的生命形式。海底熱泉可能是研究我們星球上的生命如何形成的最佳實驗室。
近年來,人們就是否應該深入海底展開了激烈的辯論。科學家和政治家正在爭論:繼續向海底深處進軍是否值得?大多數人都承認,探索海底是壹項極具理論和實踐價值的事業,但代價太大,所以猶豫不決。有些人反對。他們認為這是浪費金錢。美國和法國有人反對建造更先進的深海探測器。然而,大多數人是贊成的。他們認為,將探索世界海底的做法與今天哥倫布發現新大陸相提並論,是基於“那壹定是壹個不可想象的神奇世界”的理由。探索這片未知的“新大陸”,壹定會改變人類的很多傳統看法,給人類帶來巨大的好處。在海底探索方面,美國、日本、法國等國的科學家做得最好,其中日本投入最多,成果最顯著。日本人總是對新市場很感興趣。他們將世界海洋視為壹個新的市場,因此對海洋有著極大的熱情。對於日本來說,他們之所以有興趣探索海底,是因為日本南部這個島國正好處於地殼三個構造帶的交匯處——這當然是不幸的。由於這些板塊之間的碰撞,可以釋放出巨大的能量。據科學家估計,這裏地震釋放的能量占世界總量的十分之壹。這就是日本地震多的原因。1932東京大地震死亡14萬人。所以地震預測也是日本人探索海底的重要原因。日本科學家發現,太平洋板塊結構的邊緣,從東到西,正在擠壓日本的陸塊。日本的深海探測器可以到達深度超過65438+10萬米的海底。研究人員從屏幕上可以看到,機器人在短短35分鐘內潛入10911.4米的深度。在這個深度,人們發現了壹種海蛞蝓、蠕蟲和蝦,再次證明了地球上最惡劣的地方也有很多生命形式。
1996年,壹艘全新的、革命性的潛艇探測器在美國加州中部沿海城市蒙特雷下水,開始了她的處女航。這艘深海探測船的名字是沈飛1。長4m,重1315kg。它看起來像壹個豐滿的有翼魚雷。當它在水下航行時,它看起來像壹只敏捷而敏捷的鳥。與那些在大洋周圍航行、拖著深海探測器的緩慢移動的潛艇相比,沈飛1就像是水下的F16戰鬥機。它可以做特技飛行,比如翻滾,與快速遊動的鯨魚賽跑,或者垂直躍出水面,駕駛員可以看到機艙外的壹切。它可以在水面上飛行,下潛到1000米以下,進行各種科學考察活動。
可以預見,在不久的將來,人類對神奇海底的探索必將取得新的更大的成就。