最近,我國的載人潛水器'奮斗者'號在馬里亞納海溝成功坐底,再次突破了我國載人潛水器下潛紀(jì)錄,這一數(shù)字紀(jì)錄達到了10909米,并且在海溝底部持續(xù)開展科研工作6個小時,并且和'滄海號'一起完成'世界第四機'的直播和自拍,看到它們從容自如在海床上工作,相信很多朋友都和我一樣有著同樣的疑問:為什么不多下潛7米,打破美國載人潛水紀(jì)錄的10916米呢?是技術(shù)上難以實現(xiàn),還是有著其他問題? 2020年11月10日”奮斗者“號成功下潛水下10909米(圖:央視新聞) 下面我們抽絲剝繭慢慢解析,篇幅較長,著急的朋友,直接點贊、收藏、關(guān)注以后慢慢看。 人類探索馬里亞納海溝,海洋測量與索同步的歷史,到底有多深本身就是個謎 馬里亞納海溝位位于西太平洋板塊邊緣,洋底弧形洼地綿延2850公里,平均寬度70公里,其南端的'挑戰(zhàn)者深淵',更是地球表面最深點,但到底有多深,這本身就是人類探索深海過程中最重要的研究之一。 事實上人類的好奇心極大地推動了測量這個海溝最深處的科研活動。 馬里亞納海溝(圖片來源:中科院南海海洋所) 1899年,人類第一次在北馬里亞納群島關(guān)島東南方向測得了'內(nèi)羅淵'深度是9960米,此后30年再次在附近測得9814米深淵。1951年英國'查林杰8號'在142°15′E,11°19′N處測得10900米深度。這一次采用的是以探針通過漸層深度,反復(fù)發(fā)送聲波的方式,再以耳機捕捉回波,然后用手持碼表計時,用來計算回波的速率,得出深度的測量數(shù)據(jù),也以此命名這個深度為'查林杰8號海源'。 6年后前蘇聯(lián)對馬里亞納海溝使用超聲波探測儀,于1957年探得最深處為:-11034米,這一數(shù)據(jù)后來被廣泛認同,至此人類確定海洋最深處為這一數(shù)字。當(dāng)時酷愛潛水器的比利時探險家皮卡德和他兒子雅克·皮卡德,在1951年就造出了'的里雅斯特'載人潛水器,它長15.1米,寬3.5米,可載3人,1953年9月在地中海成功下潛到3150米。 馬里亞納海溝剖面圖(圖片來源:網(wǎng)絡(luò)) 當(dāng)時正處于美國和前蘇聯(lián)的特殊時期,美國1955年收購了該潛水器,并且要他們建造更先進的潛水器,3年后終于建成。首次試潛就達到水深5600米,第二年更是達到了水深7315米。在美國得知海洋最深處后,'的里雅斯特號'(美國/1958年建成,長15.1米,寬3.5米,可載3人)趕往馬里亞納海溝,于1960年1月23日,比利時探險家雅克·皮卡德和他的搭檔唐納德·沃爾什,搭乘由皮卡德父親自己設(shè)計賣給美國的潛水器'的里雅斯特-2'號,下潛到距離海平面10000米以下的深淵。在下潛了近5個小時之后,潛水器終于在距離海平面10916米處的海底緩緩著陸(當(dāng)時潛水器顯示的深度是11521米,后來校正)。然而在人類第一次下潛到這一深度,皮卡德和沃爾什做了什么? 美國得潛水器'的里雅斯特-2'號(圖片來源:網(wǎng)絡(luò)) 答案是:他們什么都沒做,靜靜呆了20分鐘。事實上在海溝的底部,他們兩人什么都沒看見。在寧靜的馬里亞納海溝底部,皮卡德和沃爾什肉眼看到的,只有黑暗,以及透過微弱探照燈燈光照出的平靜海底。 為了世界相信美國下潛到這個深度,1962年'史賓賽·傅樂頓·拜爾德號'(Spencer F.Baird)測得最深為-10915米??赡芰顣r皮卡德他們沒有想到,自那次下潛后整整52年,人類就再也沒有來過。這個紀(jì)錄,一直維持到到8年前。 多波束測深系統(tǒng)工作原理(圖片來源:網(wǎng)絡(luò)) 2012年,終于有一個人又一次到達了當(dāng)年兩位探險家下潛到的那個深度:-10911米。而這個人不是別人,正是大名鼎鼎的好萊塢導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆。2012年3月26日,卡梅隆帶著他童年的夢想,獨自一人鉆進了'深海挑戰(zhàn)者號',向馬里亞納海溝的溝底下潛。 深海挑戰(zhàn)者號(圖片來源:網(wǎng)絡(luò)) 那么問題來了,整整52年過去了詹姆斯·卡梅隆為什么在同樣地點,下潛的深度只有10911米呢?,為什么比'的里雅斯特-2'還少5米? 原來,靠近馬里亞納海溝海溝比較近的日本為了研究地球板塊運動、地震形成等,1984年,日本'拓洋號'(Takuyo)船以'多窄波束回波定位儀收集了資料,測得最大深度和誤差值為-10920±10.2米。1995年3月24日日本探測艇'海溝'號(Kaiko)測得馬里亞納海溝最深處度為-10911米,是目前公認的最精確深度。所以呢,詹姆斯·卡梅隆就號稱下潛到了這個深度。 馬里亞納海溝斐查茲海元剖面圖(圖片來源:網(wǎng)絡(luò)) 所以說伴隨人類下潛深海的歷史,是基礎(chǔ)于海洋測量發(fā)展的歷史。由于當(dāng)時的技術(shù)手段,測量誤差,馬里亞納海溝到底有多深,是個相對數(shù),實際會因為測量偏差有個偏差值,而這個值還不小。 中國逐步建立了科學(xué)的海洋體系,數(shù)據(jù)分析給海洋'拍CT',如今創(chuàng)造-10909米紀(jì)錄 說完了國外,我們說說我國的海洋探測下潛歷史,我國的潛水器發(fā)展歷程比較艱辛,相信這段時間大家都有所了解。我就不再回顧過去的歷史,說一說近幾年的科研成果。 多波束測深系統(tǒng)工作原理(圖片來源:中國勘測聯(lián)合網(wǎng)) 多波束探測系統(tǒng)工作原理(圖片來源:中國勘測聯(lián)合網(wǎng)) 2002年中國科技部將深海載人潛水器研制列為國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)重大專項,啟動'蛟龍?zhí)?#39;載人深潛器的自行設(shè)計、自主集成研制工作。蛟龍?zhí)枺ㄖ袊?2002年):長8.2米、寬3.0米、高3.4米。 2012年6月,在馬里亞納海溝創(chuàng)造了下潛7062米的中國載人深潛紀(jì)錄,也是世界同類作業(yè)型潛水器最大下潛深度紀(jì)錄。中國是繼美、法、俄、日之后世界上第五個掌握大深度載人深潛技術(shù)的國家。在全球載人潛水器中,'蛟龍?zhí)?#39;屬于第一梯隊。 我國載人潛水器”蛟龍?zhí)枴敖Y(jié)構(gòu)示意圖(圖片來源:網(wǎng)絡(luò)) 第二臺深海載人潛水器,命名為:'深海勇士'號,它的作業(yè)能力達到水下4500米。2017年10月3日,'深海勇士'號載人深潛試驗隊在南海完成全部海上試驗任務(wù)。為什么只下潛到水下深度4500米呢?因為這個深度已經(jīng)基本覆蓋了中國主要海域和國際海域資源可開發(fā)的深度。這個時候要求的就不是下潛深度了,而是探測和科研能力了。 研究人員掃描40萬平方千米的海溝。箭頭顯示發(fā)現(xiàn)海底橋梁的區(qū)域 有了水下7000米和4500米探測任務(wù)的綜合應(yīng)用,我們成功地在海洋測繪方面積累了大量經(jīng)驗,也在社會化建造方面取得了突破進展,集合各大企業(yè)、科研院所建造萬米級別潛水器條件成熟。 2010年8月-10月,國外人員利用掃描器測繪掃描40萬平方千米的馬里亞納海溝時,就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了四座海底橋梁跨越海溝。雖然衛(wèi)星圖曾指出,可能有這樣一座海脊橫跨在馬里亞納海溝上方,但是加德納表示,測繪任務(wù)證實這里存在4個這樣的構(gòu)造。他說:'這一發(fā)現(xiàn)令我激動不已。'??瓶缄犚踩〉昧撕献钌钐?-'挑戰(zhàn)者'深淵最精確的測量,發(fā)現(xiàn)它深10994米(誤差最多為40米),深淵的深度比珠穆朗瑪峰的高度還大。 研究人員把多波束回聲測深儀安裝在船舶下面,繪制地球上最深處--“挑戰(zhàn)者”深淵的3D地圖。 這里要簡單說一下我國探測馬里亞納海溝'挑戰(zhàn)者深淵'的大概歷程,列舉主要的幾點。 2011~2012年,我國的海洋六號船先后采用EM122多波束測深系統(tǒng),在馬里亞納海溝最深海域'挑戰(zhàn)者深淵'進行的多波束水深測量。通過對測深資料進行分析處理,獲得了高精度海底地形圖。揭示了馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵附近海底地形。 當(dāng)?shù)貧?gòu)造板塊俯沖到另一個板塊下面時,海底山便形成橋梁,橫跨海溝。 其呈近東西向延伸,有西部,中部和東部三個洼地,它們由10800m等深線圈閉,長軸方向與海溝方向一致,洼地底部水深大于10900m,地形較為平坦.三個洼地最深區(qū)域分別由10916m,10904m和10915m等深線圈閉。三個洼地最大水深為10917m(誤差小于20m),位于西部洼地內(nèi),中心位置為142°12.14'E,11°19.92'N,該處也是馬里亞納海溝最深點。 2014年為了尋找失聯(lián)MH370飛機(這架從吉隆坡飛往北京的深夜航班在南印度洋上一個荒涼的區(qū)域失蹤了),在這個區(qū)域海水最深處達-6000米,此前人類從未測繪過這一片海底區(qū)域,相關(guān)數(shù)據(jù)的缺乏,讓海底搜索行動面臨著巨大的挑戰(zhàn)。中國遠洋綜合調(diào)查測量船'竺可楨'號開始在相關(guān)海域展開測繪工作。測繪海底陸地等高線、海水深度,以及海底陸地的組成成分等,從而為未來展開深海搜索提供關(guān)鍵性數(shù)據(jù)。 澳大利亞6月26日公布的馬航370航班南印度洋最新搜尋區(qū)域,中間橙色部分是重點搜尋區(qū)域 2018年12月13日中國自主研制的萬米級水下定位系統(tǒng)——超短基線定位系統(tǒng)——由'彩虹魚'著陸器搭載,在馬里亞納海溝最深的'挑戰(zhàn)者深淵'海域,探測深度為-10913m,并首次給出超過萬米水深的海底精確坐標(biāo)。后續(xù),還有很多科研活動,對于載人潛水器馬里亞納海溝'挑戰(zhàn)者深淵'來說知道了具體坐標(biāo),通過技術(shù)攻關(guān),完成了萬米海下精準(zhǔn)坐底,'高清自拍'載入史冊。 我國的載人潛水器'奮斗者'號于2020年11月10日給出中國數(shù)據(jù):10909米。 總結(jié): 有了這些海洋測量數(shù)據(jù),從深度為11034,到后來水深10911米,到我國測定的水深10913米,這是人類測量技術(shù)的進步,也是深海下潛測量更正的結(jié)果。伴隨著海洋下潛和測量技術(shù)的進步,對于給馬里亞納海溝'挑戰(zhàn)者深淵'實際深度的測量,我國的載人潛水器'奮斗者'號于2020年11月10日給出中國數(shù)據(jù):10909米。此后幾日,多次下潛繼續(xù)完成科研任務(wù)。 這不是海上測量,也不是離底探測,這是坐底實測?,F(xiàn)在您知道差這7米,問題出在哪里了嗎? |
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