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你肯定也想過這樣一個(gè)問題,神舟系列飛船的發(fā)射已經(jīng)是定期運(yùn)行了,人類都在緊鑼密鼓的推動(dòng)月球甚至是火星探索了,可為什么對(duì)于海洋的探索了解還是如此之少?
實(shí)際上,相對(duì)于太空探索,要解決海洋探索的難度更大。一方面人類對(duì)海洋的了解有限,另一方面,現(xiàn)在的技術(shù)也有限。
那么,這些困難究竟體現(xiàn)在哪些方面呢?首先,面對(duì)海洋龐大的面積和未知的領(lǐng)域,人類就感到束手無(wú)策。
海洋面積3.6億平方公里
俗話說(shuō)三山六水一分田,這很直觀的指出了地球其實(shí)大部分都是被海水所覆蓋。
單純從數(shù)字的角度去看,人類當(dāng)然知道海洋的總面積是3.6億平方公里左右,占據(jù)了地球71%的表面積。但是在現(xiàn)實(shí)層面,人類對(duì)海洋的了解程度還相當(dāng)少。截止到目前,各國(guó)對(duì)海洋的開發(fā)程度不超過5%。也就是說(shuō),大部分海域依舊保持著原始和未被探索的狀態(tài),還從來(lái)沒有被人類光臨過。
所以你想象一下,人類已經(jīng)走遍了地球的各個(gè)陸地的角落,但是對(duì)于海洋卻知之甚少,這就相當(dāng)于身邊存在著一大片未知的區(qū)域。以至于到現(xiàn)在,很多科幻內(nèi)容以及傳說(shuō)和陰謀論中,還存在著大量的海底世界的傳說(shuō)。
有人說(shuō)存在著海底人,也有人說(shuō)海底世界存在著一整套相互通聯(lián)的系統(tǒng),以至于很多科幻作品中都說(shuō)海底世界有大量的不為人所知的通道。不管這些內(nèi)容是真是假,都指向了一個(gè)事實(shí),那就是人類目前對(duì)海洋的很多區(qū)域都不了解,正因?yàn)椴恢?,所以才?huì)出現(xiàn)各種各樣的猜測(cè)和傳奇想象。
那為什么人類不親自去看看呢?其實(shí)一直想看一下,無(wú)奈技術(shù)有限制。
高壓難題
2023年,一群富豪乘坐著小型的潛水設(shè)備,前往泰坦尼克號(hào)沉沒的地點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。
這幾個(gè)身價(jià)不菲的人,根本沒有意識(shí)到,他們居然會(huì)命喪于這片海域。潛水設(shè)備出發(fā)以后,就和地面失去了聯(lián)系,水面上的人并不知道下面發(fā)生了什么。等到搜救人員到達(dá)事發(fā)的海底,人們只看到了被摧毀的潛水設(shè)備殘骸,至于海底發(fā)生了什么,只能推測(cè)。
隨后的猜測(cè)是,應(yīng)該是海底強(qiáng)大的壓力摧毀了潛水設(shè)備,不過設(shè)備內(nèi)的那幾個(gè)人可能在巨大的壓力下瞬間就死了,也就是說(shuō),他們并沒有遭受多大的痛苦。這起意外的事故就指向了海水高壓的問題。人類要想探索海洋,就必須得面對(duì)這個(gè)問題。
水面之下產(chǎn)生的壓力很大,平均每下潛10米深,就會(huì)增加一個(gè)大氣壓,如果下降到1萬(wàn)米的深度,就會(huì)增加1000個(gè)大氣壓。比如地球上最深的馬里亞納海溝,它的深度達(dá)到了11000多米,壓力也高達(dá)110個(gè)兆帕,也就是1086個(gè)大氣壓。
如此強(qiáng)大的壓力,相當(dāng)于在手指大小的地方,堆放著一輛又一輛的載重卡車。所以普通的潛水設(shè)備不管怎么設(shè)計(jì),都承受不住如此大的壓力。哪怕是匯集了現(xiàn)在所有高精尖技術(shù)的潛水艇,也不能夠直接前往馬里亞納海溝,因?yàn)榇蟛糠值臐撍Ц緹o(wú)法下潛到這么深的深度。
只有像我國(guó)近年來(lái)研制的蛟龍?zhí)?、深海勇士?hào)和奮斗號(hào)這種特殊的潛水器,才能下潛到幾千米甚至上萬(wàn)米的海洋深度。但是從客觀的角度來(lái)看,目前的技術(shù)基本上只解決了下潛深度的問題,要想長(zhǎng)時(shí)間待在海底,甚至是進(jìn)行一系列的探索活動(dòng),難度還相當(dāng)大。
在科學(xué)家看來(lái),如果能夠研制出一艘合格的潛水器,下潛深度足夠深,就相當(dāng)于研制出了一艘宇宙飛船。這就充分說(shuō)明,要想解決壓力問題,涉及到的各種難題、難點(diǎn)很多。就比如此前設(shè)計(jì)的蛟龍?zhí)杻?nèi)部的維生系統(tǒng),基本上和宇宙飛船內(nèi)的生命支持系統(tǒng)相當(dāng)。
除了面對(duì)壓力問題,一旦下潛到一定的深度,也就失去了光源,周圍是無(wú)盡的黑暗。
在海底沒有感知能力
如果下潛到150米以下,海水就會(huì)吸走99%的光,也就是說(shuō),不管是太陽(yáng)光還是其他光源,都無(wú)法繼續(xù)向下穿透了。
這樣一來(lái),人類如果想要探索海洋,就必須得面臨黑暗的問題。在海底,人類幾乎要失去所有的視野和感知能力,周圍除了黑暗還是黑暗。雖然現(xiàn)在研制的潛水器帶有燈光設(shè)備,但是這些光源能夠覆蓋的范圍十分有限,在光源照不到的地方依舊是黑暗。
這就是為什么潛水艇在海底運(yùn)行的時(shí)候,主要依靠的是聲音和聲波,通過這種方式才能勉強(qiáng)讓人類獲得在海底的感知能力。即便如此,還要受到海底其他因素的干擾。比如越是往海洋深處,就越會(huì)看到很多會(huì)發(fā)光的海底生物。這些有限的光源并不能夠幫助人類看清海底世界,甚至還會(huì)對(duì)人的視野構(gòu)成干擾。
很多人可能覺得海底是一個(gè)無(wú)聲的世界,但實(shí)際上海底也存在各種各樣的噪音。如此一來(lái),人類的潛水設(shè)備如果使用聲波進(jìn)行探測(cè)的話,海底的各種噪音就會(huì)帶來(lái)干擾。還有一點(diǎn),那就是不得不面對(duì)溫度的急速下降。
下潛越深,溫度越低
根據(jù)我國(guó)此前深海潛水器的探測(cè)情況來(lái)看,下潛人員能夠明顯感受到溫度的劇烈變化。
最初潛水器內(nèi)的溫度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較酷熱,能夠達(dá)到30°C以上,但是隨著潛水器下降,溫度急劇下降到20°C左右。如果下潛的時(shí)間足夠長(zhǎng),潛水器內(nèi)的溫度應(yīng)該能夠降到10°C以下,甚至更低。也就是說(shuō),地面上春夏秋冬四個(gè)季節(jié)的溫度,在下潛的過程中就可以完全感受到。
陽(yáng)光既然照射不到海底,那么海洋深處自然就會(huì)失去溫度,深海區(qū)域就是一個(gè)低溫甚至是超低溫的環(huán)境。數(shù)據(jù)顯示,深度達(dá)到1000米左右,海水的溫度大約是7°C,深度如果達(dá)到2000米以下,海水的溫度則會(huì)進(jìn)一步下降到4°C左右。如果深度達(dá)到萬(wàn)米以下,海水的溫度也會(huì)下降到零攝氏度左右。
有意思的是,雖然海底的溫度很低,但是這里的海水卻基本不會(huì)結(jié)冰,因?yàn)閺?qiáng)大的壓力也改變和塑造了水分子的排列結(jié)構(gòu)。可是不管是人還是潛水設(shè)備,超強(qiáng)的壓力和低溫之下都無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間的承受。
潛水設(shè)備的儀器是很精密的,環(huán)境極度惡劣將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重受損,直接影響探索的發(fā)揮。比如蛟龍?zhí)柹詈O聺?,絕緣電池好幾次面臨短路的情況,有一次電池在上浮過程中發(fā)熱,電池外殼就損壞了,幸好潛水器此時(shí)距離水面只有幾十米深了。
而且,海水的密度一直在隨著深度的變化而變化,如果潛水設(shè)備控制不好,要么就是下不去,要么就是上不來(lái),一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)的情況,后果往往很嚴(yán)重。就像2023年,國(guó)外的潛水器發(fā)生事故,很有可能就是在海底遭遇了多種不利因素的共同沖擊。
哪怕人不和海水直接接觸,身處在潛水器的內(nèi)部,對(duì)潛航員來(lái)說(shuō)也是一種巨大的身心考驗(yàn)。首先肯定是不能害怕,如果是一個(gè)懦夫的話,就沒辦法去做潛航員?,F(xiàn)在在互聯(lián)網(wǎng)上,很多人連一些深海的照片都不敢看,如果是真的下潛的話,有的人的心理是完全承受不住的。
其次,在有經(jīng)驗(yàn)的潛航員看來(lái),即便是膽子很大也不見得能夠合格,因?yàn)樵谙聺摰倪^程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的意外,潛航員隨時(shí)隨地要能夠理性而冷靜的思考,這樣才能避免意外。以上不利的因素構(gòu)成了綜合性的威脅,從而導(dǎo)致人類至今還不能夠長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)海洋深處進(jìn)行探索。
深海探索的時(shí)間有限
比如在上世紀(jì)60年代,瑞士人設(shè)計(jì)的深海潛水器下潛到了10916米的深度,但是在海底停留的時(shí)間也僅僅有20分鐘。我國(guó)近年來(lái)的深海探索,在海底停留的時(shí)間最多也只有一個(gè)小時(shí)左右。而目前的世界上具備深海探索能力的國(guó)家也只有5個(gè),中、美、法、俄、日。
也就是說(shuō),人類的潛水設(shè)備還不能夠長(zhǎng)時(shí)間停留在深海區(qū)域,至于說(shuō)人類本身,更不可能長(zhǎng)時(shí)間停留在海底。這就是為什么潛水艇在執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候都有時(shí)間限制,就是擔(dān)心潛艇上的官兵身體和心理上出現(xiàn)問題。
人類執(zhí)著于探索深海,除了要了解未知的領(lǐng)域,還想獲取海底的各種資源,比如各種礦產(chǎn)資源。但是目前的技術(shù)注定了人類不能夠長(zhǎng)時(shí)間待在海洋深處,所以未來(lái)的一個(gè)探索方向就是無(wú)人化。
包括我國(guó)在內(nèi),擁有技術(shù)的國(guó)家目前正在大力研發(fā)深海機(jī)器人以及無(wú)人深潛器,這些設(shè)備可以在海底進(jìn)行大范圍的探測(cè),未來(lái)還會(huì)具備各種各樣的作業(yè)能力。通過無(wú)人化的方式,下一步就能夠解決時(shí)間限制的問題。雖然技術(shù)也存在難題,但是機(jī)械設(shè)備相比于人類自身在海底待的時(shí)間可以相對(duì)更長(zhǎng)。
未來(lái)只有技術(shù)持續(xù)的進(jìn)步,人類對(duì)海洋的了解才會(huì)越來(lái)越深,才能夠真正的對(duì)海洋的資源進(jìn)行開采和利用,而這個(gè)過程不可能一蹴而就。
結(jié)語(yǔ)
從人類的自身的角度來(lái)看,我們的生存是有局限性的,我們需要有陽(yáng)光,我們還需要有合適的壓力,同樣也需要氧氣。但是這幾樣?xùn)|西在海底通通不具備。
所以說(shuō),人類要想進(jìn)入海洋深處這些不利的區(qū)域,就必須得通過技術(shù)營(yíng)造出一種適合生存的空間,借助于技術(shù)的營(yíng)造,人類才能夠到達(dá)海洋深處。
未來(lái)技術(shù)進(jìn)步的空間還很大,也許圍繞探索,人類也會(huì)催生出更多全新的觀念。
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