潜入3500米深海的技术难度并不亚于“神舟六号”飞船

“阿尔文号”

人类利用深海载人潜水器探索海洋已经走过了五十年的历程。在这半个世纪里,还没有一艘载人潜器再次造访过马里亚纳海沟底部。这倒未必是因为人类的能力今不如昔。据估算,今天的人如果要再下一次马里亚纳海沟,大约要花费1亿美元。所以,如果没有明确的目的,大概不会有什么人由着那些好奇心强烈的家伙们下到万米水下,去看一条样子奇怪的比目鱼。

在某种意义上,由美国海军方面提供资金建造、于1964年问世的“阿尔文号”载人深潜器是对这些满怀激情的科学探索者重返“马里亚纳”愿望的一种代偿。这个现由美国伍兹霍尔海洋研究所管理的载人潜水器可以在高低不平的海底地表任意移动、在水中自由漂浮,也可停留在海底完成科学和工程任务,同时可以进行摄影、摄像。据悉,服役四十多年来,“阿尔文号”最大下潜深度近5000米。这艘并不具备全球最深下潜能力和最好设计的潜器曾载着科学家、工程技术人员和推销员等深爱海洋的人们,四千多次潜入海底,并于1977年在位于东太平洋的加拉帕戈斯海底首次发现了正在活动的海底热液以及与此相伴的热液生物群落,1979年又发现了高温热液(100℃以上的“黑烟囱”)并追踪发现海洋热液系统,以此为标志,引发了一场持续至今的涉及海洋、生命等学科的革命。

在1972至1974年的地质学革命期间,“阿尔文号”还曾与法国的深海潜艇“西安纳号”及探海潜艇“阿基米德号”共同潜入水面下3000米的大西洋洋中脊进行实地观察,合作进行一项名为“法—美中层海洋深海研究”(简称“菲摩斯计划”)的深海科学探索任务。通过多次的科学考察,它们收集到了支持过往曾引起极大学术性争议的“大陆漂移理论”的重要证据。

生命的原始起点

现任教于美国明尼苏达大学的中国籍科学家丁抗当时正在中科院地球化学所涂光炽门下读研究生,正是因为听说了这件事,才在涂先生的支持下,冲着在海底热液研究领域走在最前沿的明尼苏达大学而去。1998年,他本人因研制成世界上首个在超临界水中能分别测氢气、硫化氢和pH值的原位传感器和对于热液的原位酸碱度与实验室测定值之间关系的研究而获准第一次进入“阿尔文号”深潜器,第一次到了海底,并在其后17次担任“阿尔文号”深潜器的深潜科学家,上百次参与海底深潜作业的技术支持。

2002年,丁抗参加了由美国海洋大气行政公署(NOAA)为纪念首次发现海底热液及其生物活动25周年而组织的加拉帕戈斯海底考察。那次,他竭尽全力试图找寻自己在当学生时就被其神秘和美丽所吸引的管状蠕虫群——“玫瑰花园(rose garden)”,可是,一切都消失得无影无踪,没有丝毫痕迹可查。在失望中,他和同伴偶然在玫瑰园的西侧不远处发现了“玫瑰花蕾(rosebud)”。那里的生物群显然刚刚出现,管状蠕虫还很弱小孤零。他用自己研制的高温原位化学传感器“灭鬼枪”测得热液的温度达到20℃,觉得那里就像是一个生命系统的初始点。2005年,当丁抗重返故地时,在2002年安置的玫瑰蕾标记B点位置,展现在他眼前的管状蠕虫已不再是待放的花苞,而真是一朵朵盎然的玫瑰了。

后来丁抗在科考日记里这样写道:“我们想弄清楚究竟这和火山有关的热液中的什么成分使得生命可以诞生、发育。这很可能是我们地球上宏观生命的原始起点。发生在这个原点上的过程,几乎是我们这个地球上持续最长的事情。地球上发生过的几次巨大的生物灭绝事件都从未能够阻止过它。在这个原点上,隐藏着许许多多有关生命乃至我们人类的奥秘。”

巨大的基因宝库

在一个世纪前,人类对于深海还几乎一无所知,认为那里是既无生命又无运动的黑暗世界,与人类全然无关。只有受好奇心驱动的科学家和哲学家,才把目光投向深海海底。近年来高科技的发展改变了这种观念,科学家发现,深海底下生活着的微生物群占地球上总生物量的1/10,是尚待开发的巨大基因宝库。

据估计,地球上活的生物量,有30%在海底地下,原核生物(细菌)有55%到85%生活在地底下。在近海地区,一立方厘米海水中就有1亿个微生物;大陆坡下面的“天然气水合物”含碳量相当于人类所知全部矿物燃料的两倍,有可能成为未来的能源……探索占地球总面积71%的海洋,开发海底资源,成为越来越多普通人执著的梦想。

但不当的开发也意味着破坏。正如“深海奇珍”策展人克莱尔·诺维安所云:“我觉得对待深海的方式其实是一种人性的测试。深海物种生长很缓慢,不少要到生命周期晚期才能达到性成熟,繁殖数量也很少,如此脆弱的深海环境却还被过度开发。如果再不制止,人性就没有希望了。我觉得这是对人类人性和智力的终极测试。”


南方周末 陈怡





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