地球表面的七成被海洋覆蓋,然而人類到達(dá)深海10000米的沒幾個(gè)。有科學(xué)家稱,人類對(duì)海底的了解甚至還沒有對(duì)月球的了解多。深海世界究竟什么樣?都有什么生物?深水潛水器如何潛入海底?這些問題有待好奇的你一一發(fā)現(xiàn)。
去深海碰到的第一個(gè)問題就是要承受海水的巨大壓力——海水深度每增加10米,壓力就會(huì)增加一個(gè)大氣壓。例如在1000米深的海水中,壓力約為100個(gè)大氣壓,這種環(huán)境下,一般的木塊會(huì)被壓縮成原來(lái)體積的一半。如果到達(dá)10000米深處的海底,壓力能達(dá)到1000個(gè)大氣壓,大概是用指甲蓋頂起一輛小轎車所要承受的壓力。
深海中不可避免的壓力為相關(guān)科研工作帶來(lái)了現(xiàn)實(shí)壓力。在這種環(huán)境中開展研究,要求儀器設(shè)備耐高壓、耐低溫,傳感器精度高。此外,水下通訊也是一大難題。陸地通信主要靠電磁波,速度可以達(dá)到光速,但這一利器在水中卻無(wú)用武之地——電磁波在海水中只能深入幾米。
深海中的寶藏都有啥?
1.儲(chǔ)量巨大的錳結(jié)核礦
錳結(jié)核礦是分布在4000米以下的大洋海底的礦物質(zhì),含有鈷、鎳、銅等70多種元素,據(jù)科學(xué)家估算,全世界海底錳結(jié)核礦的總儲(chǔ)量有3萬(wàn)億噸,以現(xiàn)在的人類需求,足夠全世界開采上萬(wàn)年。
2.海底石油和天然氣
現(xiàn)已探明的海底石油儲(chǔ)量約為1400億噸,占全世界可開采石油總量的45%。海底天然氣則占世界儲(chǔ)量的一半左右。
3.可燃冰
海底的寶藏還有天然氣水合物,它是由甲醛氣體分子和水分子在低溫高壓的環(huán)境中結(jié)合而成,又被叫作“可燃冰”,是人類的未來(lái)能源之一。
海洋從表面到200米深的水層叫上層,比較透亮。200米到1000米是中層,在這里陽(yáng)光不能全部透過海水,光線十分微弱。1000米以下就幾乎看不到一點(diǎn)陽(yáng)光了,一片漆黑,而且溫度較低。這樣惡劣的環(huán)境中有沒有生物呢?下圖中的食人魔魚就是比較典型的一種深海生物。
有趣的是,深海中絕大部分魚類都長(zhǎng)相丑陋,原因之一是,為適應(yīng)惡劣的環(huán)境,深海中一些魚類的生理機(jī)能已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。在巨大的壓力下,魚的骨骼變得非常薄,而且容易彎曲,肌肉組織也變得特別柔韌。更薄的魚皮組織使魚體內(nèi)的其他組織充滿水分,能保持身體內(nèi)外壓力的平衡。
說(shuō)起深海潛水器,不得不提我國(guó)自主研制的、能突破7000米深度深海潛水的“蛟龍”號(hào)?!膀札垺碧?hào)深潛記錄是2012年7月在馬里亞納海溝實(shí)驗(yàn)海區(qū)創(chuàng)造的7062米,這是中國(guó)載人深潛新紀(jì)錄,也是世界同類型潛水器的最大下潛深度。
“蛟龍”號(hào)在3個(gè)方面擁有國(guó)際領(lǐng)先技術(shù):一是穩(wěn)定的貼近海底自動(dòng)巡航能力和精確的懸停定位能力,這使“蛟龍”號(hào)能夠在地形復(fù)雜的海底搜索目標(biāo);二是高速數(shù)字化水聲通信,可向母船傳輸文字、語(yǔ)言、圖像;三是完全由我國(guó)自主研制的充油銀鋅蓄電池。
未來(lái),中國(guó)將建成可潛入2500米海底的、最多可提供50個(gè)科研人員在水下駐扎兩個(gè)月的深海空間站,長(zhǎng)度在22米左右,高度在8米上下,可與深海潛水器對(duì)接,運(yùn)送人員和物資。這種深海潛水器可以長(zhǎng)時(shí)間、全天候地進(jìn)行研究和作業(yè),對(duì)深海研究及資源開采將起到巨大作用。
在更遙遠(yuǎn)的未來(lái),也許人類可以開始建造海底城市、海底工廠,在水下生活不再是遙遠(yuǎn)的夢(mèng)。(據(jù)科普中國(guó))
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2016年4期