摘要:科技发展到现在,我们已经“上能九天揽月,下能五洋捉鳖”。可是如果你关注新闻的话,会发现人类在“上天”和“下海”这两件事上,明显更偏向于航天。比如我国的载人航天、探月工程、火星探测,同时还有各种卫星在天上转悠,帮助我们导航、看天气等等。
科技发展到现在,我们已经“上能九天揽月,下能五洋捉鳖”。可是如果你关注新闻的话,会发现人类在“上天”和“下海”这两件事上,明显更偏向于航天。比如我国的载人航天、探月工程、火星探测,同时还有各种卫星在天上转悠,帮助我们导航、看天气等等。
而海洋覆盖了地球表面的71%,但目前人类已已高精度测绘的区域还不到20%,对深海区域的探索更是仅有5%左右。为什么人类宁愿花精力探索太空,也不愿多花点功夫研究深海呢?今天我们就来聊聊这个问题。
首先,深海远比你想象的要可怕!因为这是一个没有光的地方,太阳光只能穿透200米深的海洋,再往就开始就是一片漆黑,到了1000米以下,更是陷入永恒的黑暗之中。光黑还不算,海水中的压力会随着深度变化,基本上深度每增加10米,压力就会增加1个大气压。
到了海洋的平均深度3700米处,那就是370个大气压——相当于每平方厘米承受370公斤的压力。而海洋最深处的马里亚纳海沟,它的深度大约是11000米,在这里压力可高达1100个大气压,相当于每平方厘米都承受着1.1吨的压力。
如此极端的压力就对人类建造出的潜水器,提出了很高的要求,比如潜水器的外壳、密封系统以及电子元件等都必须使用抗高压的特殊材料才行,而且潜水器还需要增加照明这一功能,这也在一定程度上增加了潜水器的复杂性,并提高了潜水器的能量损耗。
并且,深海的温度一般在0-4℃之间,几乎常年接近冰点,在这么冷的条件下,电池性能会下降不说,也极容易失效。有人可能会想,虽然深海的环境很恶劣,但深海也有很多资源,比如石油、天然气等等,实在不行派机器人去不就得了?
实际上远没有这么简单,当我们探索太空时,可以使用电磁波通信,信息的传输速度等同于光速,从近地卫星到几十亿公里之外的探测器,用的都是这个原理。但是电磁波在海水中的衰减极大,尤其是高频信号,2.4GHz只能传输数十厘米。
这样一来就只能依靠声波通信,声波在水里倒是能跑得远,但是缺点也有一大堆。首先是速度慢,每秒才1500米,比电磁波慢了几十万倍,很难实现实时控制,再加上海水温度、盐度不均匀,海底和海面还乱反射,信号经常乱成一锅粥,更别提海浪、鱼群、船只的之类的噪音干扰了。
最后是投资回报率的问题。对太空探索来说,虽然很烧钱,但好处也是看得见摸得着。比如发射一颗卫星能用好多年,遇到小行星上还能挖点稀有金属回来。同时,人类自古以来就喜欢仰望星空,那些闪闪发光的星星,总是能勾起人类的探索欲望,而且看起来充满希望。
深海虽然也有石油、矿石等资源,但捞上来太费劲。不过随着科技的发展,中国在深海探测领域已经取得了显著进展,从载人到无人、从科研到资源勘探全面覆盖。其中“蛟龙号”轻松下潜至7062米,靠的是高强度钛合金耐压壳,能扛住700个大气压的挤压,导航系统还能精准定位,误差不到几米。
“奋斗者号”更猛,2020年突破10900米,用的超高强度钛合金壳体抗压能力超过1000个大气压,配上声学导航和激光测距,连万米海底的石头都能摸清楚。还有“梦想号”大洋钻探船,设计钻深能达11000米,钻头带高压水冷系统,能连续挖出海底岩芯。
总之,人类目前对深海的探索少,不只是因为深海可怕,也不是技术完全不行,而是在太空里更能施展得开。在大海的深处,还蕴藏着很多未知的秘密和未解之谜,水下山脉、深海火山口、深海生物群落等等,相信未来随着科技水平的发展,这些秘密总有一天会被揭开。
来源:星球上的科学