潜水

首页 » 常识 » 常识 » 我们对海洋深度的了解以及为什么探索它如
TUhjnbcbe - 2024/5/8 17:03:00
治白癜风最便宜的医院 https://disease.39.net/bjzkbdfyy/240504/r3oz7d0.html

目前在海上丢失的潜水器是一项相对较新的努力的一部分,使游客和其他付费客户能够探索海洋深处,其中绝大多数从未被人眼看到过。

根据美国国家海洋和大气管理局年的数据,尽管人们已经探索了数万年的海洋表面,但只有大约20%的海底被绘制出来。

研究人员经常说,前往太空比跳入海底更容易。根据伍兹霍尔海洋研究所的数据,虽然12名宇航员总共在月球表面度过了个小时,但只有三个人花了大约三个小时探索挑战者深渊,这是地球海底已知最深的地方。

事实上,“我们有更好的月球和火星地图,而不是我们自己的星球,”美国宇航局名誉海洋学家吉恩费尔德曼博士说,他在航天局工作了30多年。

人类的深海探索如此有限是有原因的:前往海洋深处意味着你下降得越远,就会进入一个压力巨大的领域——这是一项高风险的尝试。环境黑暗,几乎没有能见度。寒冷的温度是极端的。

目前失踪的潜水器载有五人探索RMS泰坦尼克号的残骸,该残骸位于马萨诸塞州科德角海岸约英里(1,公里)处,水下约12,英尺(3,米)。这艘旅游船由总部位于华盛顿州的私营公司OceanGateExpeditions运营,周日晚上与其母船失去了联系。

许多可能使该船难以定位和恢复的因素也是对海底进行全面勘探仍然难以捉摸的原因。

“水生搜索非常棘手,因为海底比陆地上崎岖得多,”英国基尔大学法医地球科学读者杰米普林格尔博士在一份声明中说。

普林格尔说,如果潜水器不能返回海面,搜救队将需要依靠声纳(一种利用声波探索不透明海洋深处的技术)才能找到潜水器。这一过程需要使用一个非常窄的光束,该光束可以提供足够高的频率,以清晰地显示这艘名为“泰坦”的船只可能在哪里。

海洋探险史

第一艘潜艇由荷兰工程师科内利斯·德雷贝尔(CornelisDrebbel)于年建造,但它坚持在浅水区。在泰坦尼克号灾难之后,声纳技术花了年的时间,才开始为科学家提供更清晰的海洋深处。

人类探索向前迈出了一大步是在年,的里雅斯特深海潜水器(一种自由潜水潜水器)历史性地潜水到位于水下超过35,英尺(10,米)的挑战者深渊。

探险家和物理学家奥古斯特·皮卡德(AugustePiccard)在年10月3日创下、米的世界纪录潜水后,从他设计的的里雅斯特深海潜水艇出来时穿着救生衣。潜水是在意大利西海岸进行的。Keystone/HultonArchive/GettyImages

自那时以来,只有少数特派团返回了这种深度。费尔德曼说,这些旅行非常危险。

根据NOAA的数据,在海洋表面下每行进33英尺(10米),压力就会增加一个大气压。大气是每平方英寸14.7磅的度量单位。费尔德曼指出,这意味着挑战者深渊之旅可能会使船只承受“相当于50架大型喷气式飞机”的压力。

在这种压力下,最微小的结构缺陷可能意味着灾难,费尔德曼补充说。

在年的的里雅斯特潜水期间,乘客雅克·皮卡德(JacquesPiccard)和唐·沃尔什(DonWalsh)说,他们看到生物时感到震惊。

“马上,我们对海洋的所有先入之见都被吹到了窗外,”费尔德曼说。

海底有什么

虽然被认为是深海的东西从地表以下3,英尺延伸到19,英尺(1,米到6,米),但深海海沟可以下降到36,英尺(11,米),根据马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所。这个地区被称为哈达尔或哈达尔佩拉格区,以希腊冥界之神哈迪斯命名。在哈达尔区,温度刚刚高于冰点,太阳的光线没有穿透。

据该机构称,科学家在年首次能够证明生命存在于19,英尺以下。

挑战者深海的发现非常引人注目,包括“色彩鲜艳”的岩石露头,可能是化学沉积物,虾状超巨型片脚类动物和底栖Holothurians或海参。

费尔德曼还记得他自己在年代试图瞥见潜伏在漆黑的海洋深处的躲避巨型乌贼。据NOAA称,第一个活生物的视频可以长到近60英尺(18米)长,于年在日本附近的深海拍摄。

费尔德曼说,一个新的世界也在年代打开,当时海洋地质学家罗伯特·巴拉德(RobertBallard)发现了“一个完全陌生的生态系统”,然后与伍兹霍尔海洋研究所(WoodsHoleOceanographicInstitution)一起,在加拉帕戈斯裂谷附近的海域中-“这些巨型蠕虫,巨型蛤蜊,螃蟹以及生活在这些地方的东西......海底的通风口。

一只雌性深海琵琶鱼在大西洋中用头部突出的诱饵吸引猎物。蓝绿色图片/阿拉米库存照片

这些不寻常的生物-其中一些发出生物发光以交流,引诱猎物和吸引配偶-已经在海沟的陡峭墙壁内开辟了栖息地。这些生命形式已经适应了生活在极端环境中,在地球上其他任何地方都不存在。它们不依赖阳光进行基本过程,而是使用从海底升起的岩浆形成的热液渗漏和喷口喷出的化学能。

寒冷的海水渗入海底裂缝,并在与岩浆加热的岩石相互作用时被加热到华氏度(摄氏度)。化学反应产生含有硫和铁的矿物质,喷口喷出营养丰富的水,支持聚集在它们周围的不寻常海洋生物的生态系统。

研究人员使用潜水器阿尔文发现了奇怪的海洋生物,研究了板块构造和热液喷口-并在巴拉德找到著名的沉船后于年探索泰坦尼克号。

来自WHOI和NASA的研究人员合作开发了无人自主水下航行器,可以穿过战壕的复杂地形,并承受超过海洋表面1倍的压力。这些车辆可以调查战壕内生命的多样性,还可以帮助科学家在未来探索木星和土星周围卫星上的海洋。

巨型等足类动物是一种深海甲壳类动物。亚历山德罗·曼奇尼/阿拉米库存照片为什么绘制海洋地图如此具有挑战性

从严格的科学角度来看,海底旅游对增进我们对海洋奥秘的理解几乎没有帮助。

“人类喜欢最高级的东西,”费尔德曼说。“我们想去最高,最低,最长。

但只有“很小一部分深海,甚至中大洋,被人眼看到-一个无限小的数量。而且已经绘制了非常非常少量的海底地图,“他补充说。

费尔德曼指出,原因主要归结为成本。配备声纳技术的船只可能会产生高昂的费用。费尔德曼说,仅燃料每天就可以达到40,美元。

然而,目前正在努力创建一张明确的海底地图,称为海底。

尽管如此,对深海的了解仍存在巨大差距。根据记录和发现海洋生物的海洋普查计划,在据信存在于地球海洋中的万种物种中,只有,万种被科学家描述。

然而,不可能确切知道有多少海洋生物存在,费尔德曼指出。

在由NOAA及其合作伙伴进行的年美国东南部深海勘探的Dive07期间探索的大部分海底都被这些锰结核覆盖,这是近五十年前深海风险投资试点测试的主题。由NOAA海洋勘探/研究办公室提供,年美国东南部深海勘探

“我们可以一直进行估计,但是...你去一个新的地方,发现一个全新的属或一种全新的生活方式,“他说。

技术的进步可能使人类没有必要对海洋深处进行探索。深海机器人、高分辨率水下成像、机器学习和海水中所含DNA测序等创新将有助于加快发现新生命形式的速度和规模。

“我们有比海底更好的月球表面地图,因为海水对雷达和我们用来绘制陆地地图的其他方法是不透明的,”英国牛津大学保护生物学教授海洋生态学家亚历克斯罗杰斯说。“然而,年的现代海洋学使人们更好地了解海洋的许多方面,例如它所包含的生命,其化学性质及其在地球系统中的作用。

罗杰斯补充说,绘制海洋地图“有助于我们了解海底的形状如何影响洋流,以及海洋生物发生的地方”。“这也有助于我们了解地震危险。因此,它是对人类福祉具有压倒性重要性的基础科学。

人类健康和科学研究

海洋被认为是化合物的金矿,它的探索导致了几项生物医学突破。

第一种海洋衍生药物阿糖胞苷于年被批准用于治疗白血病。药物是从海洋海绵中分离出来的。

对锥形蜗牛(一种海软体动物)毒液中的生物活性化合物的研究导致了一种称为ziconotide(商业上称为Prialt)的强效止痛药的开发。

科学家们开发了PCR或聚合酶链反应,这是一种广泛用于复制DNA链的技术,借助从海洋热液喷口中发现的微生物中分离出来的酶。在水母中观察到的绿色荧光蛋白使研究人员能够观察曾经看不见的过程,包括癌细胞的扩散和神经细胞的发育。

这些只是几个例子。研究人员表示,海洋及其所包含的生命可以为医学面临的一些最大挑战提供答案,例如抗生素耐药性。研究海洋也可以告诉我们生命是如何进化的。

“海洋包含更多在地球上进化超过40亿年的生命深层分支,因此海洋生物可以告诉我们很多关于整个生物体和特定生物系统(如发育基因和免疫系统)的进化,”罗杰斯通过电子邮件说。

1
查看完整版本: 我们对海洋深度的了解以及为什么探索它如