创办于1937年，是我国创刊最早、影响最大的科普刊物之一。现由江苏省科技厅主管、江苏省科协主办。70多...
□文/杨先碧
人们更加深入地认识海洋、了解海洋，是从航海开始的。经过大航海的辉煌时期，在征服了大海表面之后，富有冒险精神的人们又开始向海洋深处进军。
“我感觉到一种强烈的与世隔绝感，像是在外太空的星球表面，在另一个时空。”这是2012年3月底，美国导演卡梅隆从马里亚纳海沟归来、接受记者采访所发表的感想。2012年6月底，在中国航海日（7月11日）来临之前，中国的“蛟龙”号深海载人潜水器在马里亚纳海沟成功突破7000米深度，创造了我国载人深潜新纪录。神秘的马里亚纳海沟，再次成为世人瞩目的焦点。就让我们跟随“蛟龙”号，来看看在马里亚纳海沟都上演了哪些传奇吧。
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恐怖的马里亚纳海沟：
最接近地心的人类禁地
马里亚纳海沟是令人心生畏惧的，如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底，峰顶将不能露出水面，在人们看来，它是“最接近地心的恐怖地方”。在大洋深处的它，究竟是怎样的一番面貌？
全世界深度大于6000米的海域很少，只占海洋总面积的1.2%。在深海海域中，不少地方有海沟存在。海沟是海底最深的地方，是位于海洋中的沟槽，一般两壁较陡，形状狭长，水深大于5000米，最深处可达到10000多米。海沟多分布在大洋边缘，而且与大陆边缘相对平行。地球上主要的海沟都分布在太平洋周围地区，环太平洋的地震带也都位于海沟附近。这是因为海沟区的重力值比正常值要低，它意味着海沟下面的岩石圈被迫在巨大的压力作用下向下沉降。
在所有海沟中，马里亚纳海沟最为著名，它是目前所知最深的海沟，也是地壳最薄之处。马里亚纳海沟位于菲律宾东北、马里亚纳群岛东方，处在亚洲大陆和澳大利亚之间。它北起硫磺列岛、西南至雅浦岛，全长2550千米，为弧形，平均宽70千米，大部分水深在8000米以上。马里亚纳海沟中最深的地方在斐查兹海渊，距离海面的深度为11034米，是目前已知的地球上最深的地方。
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科学的马里亚纳海沟：
这条深海峡谷的深度是如何测量的
天有多高，海有多深，一直是人们感兴趣的话题。现在，我们已经知道马里亚纳海沟最深的地方有11034米。科学家是怎么知道这个深度的？他们肯定不会拿根长绳去丈量，而是使用一些科学仪器，不同时代所用仪器有所不同。
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目前，科学家测定海深大多采用自动化的测深表。该表的原理是先测水压，再通过一个复杂的公式换算成水深而显示出来。1995年3月24日，日本研制的“海沟”号机器人被12000米长的缆绳缓缓放向海底，母船操作室内的17个监视器显示出潜水器发回的图像资料。经过3.5小时的下潜航程，“海沟”号到达查林杰海渊底部，这时测深表显示的水深值是10903.3米，修正水深为10911.4米。修正水深是根据水压测定的值，通过含盐量、水温资料修正后的深度。
马里亚纳海沟究竟是怎么形成的？科学家估计，大约在6000万年前，太平洋板块与大陆板块发生了激烈的相互碰撞，因海洋板块岩石密度大、位置低，便俯冲插入大陆板块之下，进入地幔后逐渐熔化而消失，在发生碰撞的地方，就形成了如同嵌入地壳中的深深海沟。这种碰撞并没有因为海沟的形成而停止，数千万年来仍然在进行，只是没有当初那样激烈，这就导致马里亚纳海沟仍然不时地爆发地震，到那里探险不仅需要勇气，更需要先进的科技装备来保障安全，否则可能有去无回。
奇幻的马里亚纳海沟：
身怀绝技的海沟原住民们
在卡梅隆的马里亚纳深海之旅中，视野所及之处大多一片荒凉，仿佛途经陆地上的沙漠。其实，在深海“沙漠”中并不缺少生命。
在神秘的马里亚纳海沟，生活着众多奇特的生物，它们构成了一个奇幻的深海世界。潜水员曾在马里亚纳海域1000米深的海水中，见到过人们熟知的虾、乌贼、章鱼、枪乌贼，还有抹香鲸等大型海兽类；在2000～3000米的水深处，发现成群的大嘴琵琶鱼；在8000米以下的水层，发现仅有18厘米大小的新鱼种。
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1960年1月，瑞士著名深海探险家雅克·皮卡德与美国海军军官唐·沃尔什驾驶“的里雅斯特”深海潜水器，下潜至马里亚纳海沟万米深处进行科学考察。令人惊奇的是，雅克在那里发现了一些人类从未见过的深海动物：形状扁平的鱼和小红虾。在此之前，科学界已经认定如此之深的海域中绝对不可能有生物存活下来。人们在1995年日本“海沟”号机器人传回的图像中也看到，在万米深的茶色海底泥土上，有一些白色的像海参一样的生物在蠕动，旁边还游动着数条小鱼。
海洋中每增加10米水深，水压大概增加1个大气压。在万米的深海中，水压高达1000大气压，可以把钢制的坦克压扁。那么，马里亚纳海沟中的那些动物为何不会被压扁呢？这是因为它们的身体结构已经发生了很大变化，它们的骨骼变得非常薄，而且可以弯曲；肌肉组织变得特别柔韧，纤维组织变得出奇的细密。这些动物的表皮很薄，这样很容易保持体内外压力的平衡，结果自然就不会被压扁。另外，由于深海中没有亮光，一些深海动物则进化出发光器官，有的为自己照明，有的则是用于吸引可吞食的猎物。比如，生活在马里亚纳深海中的毒蛇鱼有吸引其他小鱼的发光器官。
富饶的马里亚纳海沟：
这里为何不断上演探险传奇
从19世纪开始，各国探险家和科学家就已经在不断潜入马里亚纳海沟进行探测。从探险家的极限尝试到科学家的考察活动，马里亚纳海沟为何具有如此大的吸引力？
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探测深海比攀登高峰和深入太空还难。目前，早已有不少登山家成功地征服了世界上最高的珠穆朗玛峰，也有数十名航天员抵达太空，然而，迄今成功抵达万米深海的只有3人。
1960年1月，雅克·皮卡德与唐·沃尔什乘着“的里雅斯特”深海潜水器，成功潜入马里亚纳海沟，下潜深度达10916米，创造了载人潜水器的最深潜水纪录。当他们潜到9785米深的时候，潜水器发生了剧烈的震动，导致一块19厘米厚的舷窗玻璃出现了轻微的裂痕。雅克·皮卡德非常担心会有意外发生，但是他不愿放弃这次难得的机会。他们继续下潜，结果下潜到万米以下的深度。不过，巨大的水压使得他们仅仅在海底呆了20分钟后，就不得不返回水面，没有留下照片，也没有取到海底样品。
2012年3月26日，卡梅隆独自驾驶着一艘独特的深海潜艇，最后抵达马里亚纳海沟10898米的底部。这是人类第二次探底马里亚纳海沟，卡梅隆成为有史以来抵达万米深海的第三人。卡梅隆在洋底探险约3小时，全程用3D摄像机拍摄图片和视频，并收集了生物和地质样本。卡梅隆说自己在海沟底部时，“坐在那里，看着窗户外面，看着那片荒芜的、宛若外星的海底，静静地欣赏着它。”他表示：“我体会到了真正的孤独，这种感觉淹没一切，我感受到在这幽深、广袤、人迹罕至的海底中，自己是多么渺小。”
深海是高压、漆黑和冰冷的极端环境，载人潜水器的风险很大，因此科学家往往派无人潜水器抵达马里亚纳海沟，用先进的摄像机来观察深海，希望找到开启深海宝藏之门的钥匙。
早期对马里亚纳海沟的探索是为了满足人们的好奇心，探险的因素要多一些。后来，科学家认识到包括马里亚纳海域在内的深海是一座性能优良的天然生物实验室，探索马里亚纳海沟，有助于更好地了解地球及其生物、了解新的生命形式。除了生物学家外，其他学科的科学家也热衷于深海研究。比如，地震学家在海底建立地震观测网，以减少深海地震及其引发海啸对沿海地区的破坏。甚至连天体物理学家也要到海洋中来“插一脚”，他们在深海中建立中微子探测器阵列，希望借助干扰较少的深海海水来找到中微子的神秘踪迹。
逐利也是人们探索马里亚纳海沟的重要动力，因为深海中拥有丰富的自然资源。据统计，全球深海区最终潜在石油储量高达1000亿桶。近10年来，人们新发现的探明储量在1亿吨以上的油气田70%都在海上，其中一半以上又位于深海。日本东京大学的研究小组还发现，包括马里亚纳海域在内的深海底淤泥中含有大量稀土资源，可开采量约是陆地稀土储量的800倍。此外，海底还蕴藏着丰富的金、铜、铅、锌、镍、锰、钴、铁以及其他矿产。
神秘的马里亚纳海沟：
未解之谜仍在困扰科学家
科学家正在逐渐揭开马里亚纳海沟的神秘面纱，但是还有诸多的谜团没有得到很好的解释。比如，2012年年初科学家探测发现马里亚纳海沟深处居然有4座巨大的桥梁状物体，它们究竟是自然产生的还是人工遗迹？如果它们是人工遗迹，是否与传说中的姆大陆有关？
2012年1月，一支海洋测绘探险队的科学家利用回声探测仪进行海底3D扫描，结果在马里亚纳海沟中发现了4座桥梁状物体。这些“桥梁”长约75千米，深度约1.09万米。对于这些“桥梁”的成因，参与此次考察的科学家加德纳认为可能与地震俯冲区域有关，当太平洋板块的海底山峰在数千万年前俯冲到菲律宾板块之下时，它们就会与海沟沟壁紧紧相抵靠，从而形成了这些“桥梁”。
然而，一些考古学家提出了不同的猜想，他们认为这些“桥梁”可能为人工遗迹。如果在以后的考察中能确认这一猜想，那么传说中的姆大陆也可能是真实的。
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1931年，英国人乔治·瓦特撰写的考古名著《消逝的大陆》出版了，该书提到在太平洋中曾经有一片姆大陆，东起现今夏威夷群岛，西至马里亚纳群岛，南边是斐济、大溪地和复活节岛，全大陆东西长8000千米，南北宽5000千米，总面积约为3500万平方千米。姆大陆上曾经建立过高度繁荣的姆帝国，可惜在1.2万年前的一场地质变迁中，姆大陆突然沉入海底，富饶的姆帝国和灿烂的姆文明由此消失，姆人修建的巨大“桥梁”可能也随之沉入到马里亚纳海沟中。
困扰科学家的另一个马里亚纳之谜是巨型阿米巴虫。以前人们一直认为，阿米巴虫在显微镜下才可见到。然而，2011年7月，科学家在马里亚纳海沟中发现了肉眼清晰可见的阿米巴虫，它们的体长居然达10厘米。目前，马里亚纳阿米巴虫被确认为世界上最大的单细胞动物。
马里亚纳阿米巴虫不但能适应漆黑、高压和冰冷的海水，而且对有毒的重金属有很强的耐受能力。令人感到恐怖的是，它们还主动“吸毒”，体内富集了高浓度的铅、铀、汞等重金属元素。对其他动物来说，这些元素是剧毒元素。马里亚纳阿米巴虫为何能在恶劣的环境中长那么大？这和它们吞食重金属的能力有关吗？它们是不是潜藏在地球上的外星生物？这些都是有待进一步的科学考察才能揭开的谜团。
“蛟龙”号与马里亚纳海沟：
和卡梅隆的探险完全不同
2012年6月30日15时许，随着在马里亚纳海沟试验区进行7000米级海试第六次下潜的“蛟龙”号返回母船，“蛟龙”号载人潜水器7000米级海试圆满完成任务。此次海试创造了我国载人深潜的新纪录，使我国具备了在全球99.8%的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力。
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在2012年进行的6次下潜中，“蛟龙”号3次超越7000米，最大下潜深度达到7062米，是第五次海试创造的。在这次海试中，潜航员在海底发现了丰富的生物，还用诱饵来吸引深海中的动物。同时，潜航员还在海底发现了不同的沉积物、结核状物质以及岩石，证明7000米深度海底同样存在地质多样性。
和卡梅隆驾驶的以探险为目的的“深海挑战者”号不同，“蛟龙”号是一个深海科考作业平台，目标是载3人，这要求“蛟龙”号载人球舱有较大的空间。载人球舱直径越大，对材料的要求就越高，加工制造难度就越大。卡梅隆的“深海挑战者”号的直径只有1.09米，且由钢质材料加工而成，他在这样狭小的空间里待上几个小时还可以，但这种设计并不适合科学家开展科考工作。另外，“深海挑战者”号与“蛟龙”号的耐压舱在耐压性上区别很大，耐压舱直径越小，对耐压材料性能要求就越低。“深海挑战者”号下去一次，很多设备都坏了，而“蛟龙”号在5000米深度重复使用上千次都没有问题。
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