深海充滿神秘色彩，探索深海一直是人類的夢想。歷史上，人類對深海的認(rèn)知非常有限。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著深海探測技術(shù)不斷突破，人類才慢慢揭開深海未知世界的神秘面紗。
從海洋外面探索海洋
全球海洋平均深度約3680米。通常將海平面200米以下水深的黑暗海域稱為深海，所以大洋95%是永恒的黑暗。深度每下降10米，就會增加一個大氣壓，全球洋底平均有300多個大氣壓。黑暗無光、海水壓力巨大、海底地形復(fù)雜，想要進(jìn)行深海探測，就必須發(fā)展相應(yīng)的技術(shù)。
20世紀(jì)30年代，人們開始使用物理波通過遠(yuǎn)距離非接觸的方法，從海洋外面來探索海洋。20世紀(jì)中期，遙感技術(shù)的發(fā)明帶來了海洋探測手段的革命。利用遙感技術(shù)，科學(xué)家能夠從空中對海洋進(jìn)行大面積觀測。但是遙感的電磁波局限在探測海洋的頂層，進(jìn)入不了深海。之后，能在海水中自由傳播的聲波，成為海洋水文測量和水下通訊的主要手段。對海底地震波的追蹤，也成為探索海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)、揭示地球內(nèi)部物質(zhì)組成的重要手段。
進(jìn)入海洋內(nèi)部的深潛技術(shù)
首先為人類進(jìn)入深海提供“入場券”的是深潛技術(shù)。最早的深潛器是兩位美國科學(xué)家乘坐的空心潛水球，1930年在百慕大首次成功下潛到水下183米。1960年，瑞士人設(shè)計的“的里雅斯特”號深海潛水器，承載兩人深潛到馬里亞納海溝的10916米處，停留了20分鐘，一舉打破深潛的最高紀(jì)錄。此后，又逐步出現(xiàn)能夠在水下移動、采樣，具有探測功能的深潛器。目前，世界上只有中國和美、法、俄、日5個國家擁有載人深潛器。
近年來，我國自主設(shè)計和研制的“蛟龍”號、“深海勇士”號和“奮斗者”號深潛器累計下潛超過1000次，下潛深度覆蓋了大洋縱深萬余米的“全海深”。我國還陸續(xù)研制出應(yīng)用范圍更廣的無人深潛器和深海機(jī)器人，包括遙控水下機(jī)器人、自主水下機(jī)器人、混合式自主遙控水下機(jī)器人、水下滑翔機(jī)等，初步建立起全海深潛水器譜系，具備了全海深探測與作業(yè)能力。
圖片圖為2023年5月26日，潛航員為“深海勇士”號載人潛水器解開與“探索一號”科考船相連的纜繩，為載人潛水器下潛做準(zhǔn)備。新華社記者 蒲曉旭/攝
“下海”加“入地”的大洋鉆探
在深海海底鉆探地殼，涉及深海探索中難度最高、耗費(fèi)最大的技術(shù)。
國際大洋鉆探計劃是由全球20多個國家參與合作的國際研究計劃，1968年正式運(yùn)作，半個多世紀(jì)以來在全球各大洋鉆井4000多口、取芯（即對地層進(jìn)行巖石取樣）超過49萬米，所取得的研究成果證實(shí)了海底擴(kuò)張等理論，揭示了深海極端生命和資源的奧秘，從根本上改變了人類對地球的認(rèn)識。
1998年，我國加入國際大洋鉆探計劃。1999年，我國科學(xué)家自主設(shè)計和主持的第一個南海大洋鉆探航次，實(shí)現(xiàn)了南海深海鉆探零的突破。2014年到2018年，我國又相繼完成3個鉆探航次探索南海成因，使南海成為大洋鉆探研究程度最高的邊緣海。
從深海打鉆探索地球內(nèi)部是科研發(fā)展趨勢，未來，大洋鉆探在深海和地球科學(xué)中的地位還將繼續(xù)攀升。
常駐深海的海底觀測網(wǎng)
深海觀測，不僅需要從海面向下探索，而且需要從海底向上觀測。海洋科學(xué)也不滿足于短暫的考察，而是追求進(jìn)入海洋內(nèi)部進(jìn)行原位的長期連續(xù)觀測。于是，海底觀測網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。
海底觀測網(wǎng)將各種傳感器放到海底，用光電纜聯(lián)網(wǎng)接到岸上，把測量所得信息傳送回來。傳感器與穿梭在節(jié)點(diǎn)之間的自主水下機(jī)器人、著陸器等多種設(shè)備配合運(yùn)行，構(gòu)成功能強(qiáng)大的深海觀測系統(tǒng)，直接在水下分析信息，從而實(shí)現(xiàn)從海底到海面全天候、長期、連續(xù)、實(shí)時、綜合的原位觀測。
海底觀測網(wǎng)是21世紀(jì)的新事物，第一個大型觀測網(wǎng)是2009年在加拿大建成的“海王星”網(wǎng)。2015年，日本建成纜線長5700千米的海溝海底地震海嘯觀測網(wǎng)（S-net），專門預(yù)警地震海嘯。2016年，美國的海底觀測網(wǎng)（OOI）投入使用，包括區(qū)域網(wǎng)、近岸網(wǎng)和全球網(wǎng)三大部分，是目前規(guī)模最大的海底觀測網(wǎng)。我國也已經(jīng)啟動了大科學(xué)工程，匯集各學(xué)科、各領(lǐng)域、各層次科技資源，正在東海和南海建造海底科學(xué)觀測網(wǎng)。
“深潛”、“深鉆”、“深網(wǎng)”合稱“三深”，構(gòu)成當(dāng)前進(jìn)入深海內(nèi)部進(jìn)行科學(xué)探索的主力。經(jīng)過近一個世紀(jì)的探索，人類極大拓展了對深海的認(rèn)知。
更多閱讀：汪品先《深海探索：更好認(rèn)識海洋》
來源：求是網(wǎng)
編輯：陳鳳
