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艰难的深海遨游(下)

2021-04-23童孟侯

航海 2021年2期
关键词:深海

童孟侯

写完《艰难的深海遨游》(上),我偶然读到汪品先院士写的《深海浅说》一书。说实在的,科普书籍是比较难打动读者的,然而这本书深深感染了我。汪品先是中国海洋研究委员会主席、国际海洋联合会副主席、古海洋学专家、国家自然科学奖获得者,曾主持我国首次大洋钻探。他是真正懂得深海的科学家,在深海“遨游”已经几十年了。

于是,我不由自主写起《艰难的深海遨游》(下),这是推介,是读后感,更是一种钦佩,以飨读者。

欲知天高“海”厚

人类是陆生动物,早先不知道,也不关心海洋究竟有多大。直到16世纪的大航海时代,人类才解决了“海洋有多大”的问题。至于海洋有多深,这个问题就不是航海能解决的问题了。航海者从来是怕浅不怕深,海上行舟担心撞上暗礁浅滩。至于海底有多深,从来不放在心上。

古希腊人认为深海是没有底的,英文里管深渊叫abyss,词源就是希腊文的“无底”,因此,“大海多深”就成了个伪命题。

我们常说“不知天高地厚”,其实我们更加不知天高“海”厚,大海是非常非常“厚”的。大海究竟有多“厚”?19世纪,人们在麻绳上系上重物往海里抛,待重物触碰海底后收回来,量到的绳子长度便是水深。这样的测量很原始,可靠性也差。

现在所说大洋海沟几千米的真实深度,都是用回声测深的方法测出的,不是用测量绳测得的。海底地形的测深技术,从用绳子测点,到声波测线,再到遥感测面,经历了三部曲:点——线——面。

到了20世纪,人们根据面积和水深,总算知道了海水总量:13.3亿km3,真正巨无霸!13.3亿 km3是什么概念?打个形象的比方,长江每年不是有大量的江水流入大海吗?要140万年日夜不停地流入才能把大海灌满。

长江从高到低,从海拔几千米到江口的零海拔,奔流到海不复回。至于大海深层的海水,似乎不受什么高高低低影响,更何况深海的大气压还那么高,深海的海水基本是不太流动的吧?错!深海也有海流,只是它们不像河流那样有固定的路径、固定的河道,深层海流是以涡流形式出现的。

驱使海水流动的无非是两个,一是风力,二是潮汐,航海者都知道得一清二楚,因为航海要看风力和潮汐的“脸色”。航海者不熟悉的是风力作用也可以达到深海,潮汐作用的深度也是不可估量的。除此之外,还有一个影响因子是海底的地形,海水流动时会遇到海底地形的阻拦,会发生摩擦,于是推动了深部海流。深层海流的运动机制是一个新命题,人们至今对它的了解甚少。

早期的人类认定深海是“三无”世界:无光线,无生命,无运动。直到几十年前,人们还认为深海是个静寂的死亡世界。现在通过考察证明,除了“没有光线”是对的,其他两个认定都错了:深海有生命,也有运动。

要到海里去,古时候的办法是“没水采珠”,屏一口气,然后扎一个猛子,捞到了珠子,浮上来换气,明朝的《天工开物》里就有这样的记载。但是,这种潜水是潜不了多深的,因为扎下去后,潜水员很快就会返回海面换气;还因为每深潜10 m就要增加一个大气压,人是受不了很大压力的。

到了17世纪,人们终于发明了潜水钟;到了20世纪,人们发明了钢球壳潜水器;到了1960年,瑞士海洋学家皮卡德和美国海军军官唐,钻进直径1.8 m的球形深潜器,以1 m/s的速度下潜,5 h后,终于到达海底,据说深度达到11 529 m。那么,他俩捞到海底的泥了吗?没有。他俩拍到深海小鱼的照片了吗?没有。他俩是否出舱遨游了?也没有……于是,这些记录和数据只能是一家之言。科学考证必须一板一眼,不能“毛估估”。到了1964年,才有人发明的载人深潜器“阿尔文号”,它是钛合金的,可以同时坐3个人。到了1987年,苏联的“和平1号”深潜器已经可以下潜到6 000 m的深海之中。

令人振奋的消息是:2020年11月10日,中国“奋斗者号”深潜器成功在马里亚纳海沟坐底,创造了10 909 m的载人深潜的新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平,它的载人舱球壳可搭载3人,也是世界上最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳。

冷 泉、热 液 和“黑 烟 囱”

人们终于可以潜入深海了,潜入之后影响最大的是发现了深海热液。浅海是冰冷的,太阳暴晒也不管用,深海不就更加冷冰冰了吗?不,那里的海水不都是“冷酷无情”的。

1888年,俄罗斯船在红海600 m深处发现温度异常;1894年,瑞典船也发现了那个地方溫度高,海水还特别咸;到了1965年,美国船在那里采集了底泥,温度竟然高达54℃,烫手……怎么会那么烫?热液的喷口在哪里?要找到它,用得到一个成语:海底捞针。

直到1979年,“阿尔文号”深潜器下到海底时,才意外看到了2 m高的“黑烟囱”,它不断向上喷出滚滚浓烟,350℃的高温甚至烧坏了潜水器上的温度计,这才是真正的海底热液。如今,全大洋已经发现热液口有1 000个,1 000个全部加在一起,其面积不算大,只有4个舟山普陀岛那么大。

了解大海,了解深海和浅海,仅仅为了航海?仅仅为了游泳?显然不是。比方说,海底除了热液,还有更多的流体从海底流出,温度并不高,可以叫作“冷泉”,其主要成分是非常有用的甲烷。海底温度低,压力大,甲烷很容易包在水分子里形成笼形结构,如果点个火,冰化了,它们就能燃烧,科学家叫它们“可燃冰”。这不是人类又一种好能源吗?更何况海底的“可燃冰”多得是!

深海不是一个死寂的世界,它是既有热液又有冷泉的活跃天地;深海不是无底洞或者一马平川,也有山势险峻、坡陡沟深的地形——人们在深海发现了另一个世界,这项发现涉及人类的世界观,其意义超越了科学技术的范畴。

几十年的深海探索表明,海底是漏的。读者也许会吃惊:海底还是漏的?漏到哪里去?确实,海底还有海洋。深海海底绝不是地球万事万物的终点,因为海底是一个双向的世界,既有从海面向下的运动,也有从海底向上的运动。

香港吐露港管理当局为了防止污染,切断了地表所有污染源。但是,吐露港的海水还是被污染了。怎么回事?经过调查才发现,污染来自海底的地下水。因为陆地上的水除了通过地表输入海洋之外,还可以走地下的通道直接输入海洋,因此近岸海底,尤其是河口附近的海底,常常有地下水渗透。

谁说“万物生长靠太阳”

深海没有亮光,那里只有无穷无尽的黑暗。那么,深海是不是没有生物了?没有亮光怎么活?不,深海非但有生物,有的个体还很大。黑暗有什么关系?那里的生物会自己发光,仿佛自带“发电机”。陆地上的生物能发光的很少,只有萤火虫等几种,而海洋生物从细菌到鱼类,几乎都会发光!

科学家毕比先生惊叹:陆地上没有任何环境能够与深海的奇特相比拟,唯一能与之相比的是太空!

我们终于弄懂了:地球上的2个生物圈原来如此泾渭分明,一个光亮,一个黑暗;一个氧化,一个还原;一个靠光合作用,一个靠化学合成;一个靠外来的太阳能,一个靠地球内部能量……没有太阳光,深海生物也能健康生存,难道不叫陆地上的人咂舌?难道不令科学家脑洞大开?什么叫“万物生长靠太阳”?这个说法显然有误。

2018年,我国“深海勇士号”深潜器到西沙深水区考察,结果在3 000 m深的深海底发现了珊瑚林。沿海的老百姓以前晓得热带珊瑚礁,也晓得深水有单体珊瑚,如今在深海岩石基底上发现了珊瑚林,它们和陆地上的树林有许多相似之处,竹节珊瑚高达数米,相当于树林里的乔木;高度不过几厘米的扇珊瑚,就像陆地上的灌木;更矮的苔藓和玻璃海绵,类似于陆地上的草本植物。

冷水珊瑚是当今世界真正的老寿星,能活5 000岁!人类文明不是说有5 000年吗?也就是说,人类文明刚刚开始时,冷水珊瑚也来“文明”了。

深海海底占据地球表面一半以上的面积,深海生物群也是地球上面积最大的生态系,可惜人类能采集到的深海生物只不过是沧海一粟,它们是那样的神秘,像在跟人躲猫猫似的。

深海探索有2个概念,一是探索深海的水圈,包括水体和生物;二是探索深海底下的岩石圈,指的是石头。有一句成语叫“海誓山盟”,人们认为海和山是最稳定的。可是,只要下潜到深海,就能发现那里正移山倒海,并不那么坚如磐石。

人们常说“祸从天降”,殊不知来自海底的灾难比从空而降的要严重得多。

海啸,超级海啸的根源都出在海底下面,源自板块深处的大地震。21世纪以来2次超过9级的特大地震,2次都引发了超级海啸。当然,地震不一定引发海啸,海啸也不一定都由地震引起,但是这2次特大海啸都是地震作孽。

除了地震海啸,还有火山喷发。全球80%的火山在海底。海底高高的海山有10万座,都是因为火山喷发造成的。还有不计其数的岛礁,也是因为火山爆发形成的。今天形成了,下一次火山爆发又把岛礁抹掉了。大海威力无比,并且喜怒无常,如果它想毁掉一个海边城市,不过是跟人类开个玩笑,分分秒秒的事。

除了地震、海啸、火山,还有海底滑坡,它们规模之大、影响之远、时间之长,是一般人不可想象的。挪威附近的斯图尔加大滑坡,发生在8 000年前,整个海底沿着300 km长的陆架,滑到了超过2 000 m深的海底,形成了9.5万km2的巨大滑坡,用比较形象的话来说,它的面积相当于一个浙江省,这么大的面积,滑着滑着就滑走了。

开 采 和“扫 荡”

我国学界前辈60年前曾经提出“上天、入地、下海”三大方向。从全球的角度看,眼下“上天”的成绩最为显著,“入地”的进展严重滞后(最深的“入地”只有四五千米,那是在南非的金矿)。既然人们不能真正到达很深的地下,那就退而求其次:打钻,钻头到达的深度,似乎就算人们到达的深度了。

大洋钻探是从1968年开始的,世界各国把科技精华集中到一艘钻探船上,在世界各大洋上钻井4 000多口,取芯49万 m,从根本上改变了人类对地球的认识,扭转了地球科学发展的轨迹。目前,世界上正在探讨2050年前的科学规划,吸引了5 000多位科学家参与,它简直就是一次“深海研究的奥林匹克”。

人类开始进入深海的那个年月,不是因为想发财,也不是想征服自然,只是好奇,对,好奇心。后来,才渐渐变成了要开采深海。

深海的金属宝贝太多了:多金属结核、富钴结壳、金属硫化物……它们都是从海水里沉淀出来的,是“水成”的,分布面积非常大,储量非常丰富。可惜的是直到今天,世界上还没有一个深海商业开采成功的实例。科学家对深海的探测,仅仅是一个点。商业开发想要形成规模,目的是赚钱,当成本高于开采出来的东西,开采就被叫停了。

深海开采对海底生态系统的影响最为直接,底栖群落被挖走了生存的基底,又被掀起的沉积物覆盖,无疑是灭顶之灾。深海是一个慢世界,生态系统一旦被破坏,要恢复的时间尺度不是年代际的几十年,而是按世紀来计算的。

眼下,渔业是破坏深海底栖生态系统的元凶,最大的破坏来自海底拖网,1950年以来,拖网能把海底面上的生物全部刮光,目的是捕捉鱼类和某种水生生物。根据1990年的统计,全球每年有6万个拖网,对1 500 km2的海底进行“扫荡”,这是当前人为因素对海底生态环境最大威胁。

举个例子,从深海拖上来的红珊瑚弥足珍贵,那是可以用金子的价格来出售的。但是,深海红珊瑚生长速度极慢,寿命极长,如今像收割水稻一样把它们都拉上来,今后到哪里去找红珊瑚?于是,很多沿海国家发出了禁令:不准红珊瑚的买卖,以此来对抗对红珊瑚的捕捞!

人类有战争,但是战争的“硝烟”似乎还没有弥漫到深海。随着人们对深海的认知越来越多,世界各国的海权之争正愈演愈烈。

联合国通过的《联合国海洋法公约》规定,除了12 n mile的领海之外,还有200 n mile的“专属经济区”,该国对该区的海底和上覆水域的资源开发和研究具有主权。也就是说,只要在某个大洋上拥有一个小岛,那么就可以获得大片海域,孤立的小岛立刻变得身价百倍……于是,国家之间为了岛屿主权展开的海上战争和摩擦时有发生。

丰饶的海洋资源,哪个国家不要?但是对于核废料和有毒物质,哪个国家都不想留。于是,人们想办法把它们送到深海,一种是送入海底的黏土区,一种是送入俯冲带,把核废料直接送进地幔。送下去就万事大吉了吗?难道它们会自动消失吗?它们难道不是埋在深海的“定时炸弹”吗?

世界上最高的珠穆朗玛峰是8 848.86 m,这是2020年12月8日中国登山队(内含测量队)最新测得的。而最深的马里亚纳海沟深度是11 032 m,两者相差2 100 m,黄山都没有2 100 m高。

地球上最大的山脉,也不在陆地上,而在海底。人们认为海底很平坦是错误的,大洋深处崎岖陡峻、粗糙不平。世界海洋平均深度大约3 700 m。

人类真正进入深海内部探索,只有半个多世纪,却已经抓住了海洋和陆地这两个不同世界的根本区别。

认识海洋比认识陆地难,认识深海更是难上加难,因此,“开发深海”不能学当年的淘金热,大家一拥而上,浮夸和急躁不但无济于事,而且隐患无穷。墨西哥湾漏油事件就是人们对深海的了解太少。

有时候,人类还以“万物之灵”的身份来征服自然,还没有弄明白深海有些什么,更不明白如何和深海相处,就忙着要发“深海财”,其结果……

有一首流行歌曲叫《海底》,它是这么唱的:“你喜欢海风咸咸的气息,踩着湿湿的沙砾,你说人们的骨灰应该撒进海里,你问我死后会去哪里,有没有人爱你,世界能否不再抛弃你……”

汪品先院士是颇有成就的科学家,是首先“品尝”深海的专家,他“放下身段”为读者写一本通俗易懂的科普书实属不易,也是广大航海人之大幸。

优秀的科普著作历来凤毛麟角:第一,作者是不是真懂那一门?术业应该有专攻。眼下的一些科普作家多为“三脚猫”,似乎样样都懂,其实不是真懂,或者说只是“浅懂”;第二,科学家写科普书,文笔是否好?写出来的科普文章会不会像论文那样枯燥无味?第三,即使作者是搞科学的,文笔也很不错,他能不能做到深入浅出?能不能把很深的科学道理讲得雅俗共赏,而不是“深入深出”?汪品先院士的《深海浅说》真正做到了“浅出”,这是近年来不可多得的一部优秀科普著作。

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