水有多種形態(tài),常見的就是液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài),那么它們之間轉(zhuǎn)化的條件是什么呢?答案是溫度。 那么如果是海底一萬米處的水,又會有什么不同?海底一萬米處于什么位置?是個怎樣的環(huán)境?有生物存活嗎?很多人都感到好奇:作為海洋最深處,馬里亞納海溝究竟有多奇妙?這里的水還是液態(tài)的嗎? 人類的探索 人類應(yīng)該是好奇心最重的生物了,既想了解天上的東西又想知道海底有什么,尤其是工業(yè)革命科技取得飛速發(fā)展之后,人類上天入海全都探索了個遍。 往天上,人類發(fā)現(xiàn)了地球之外的宇宙,知道了月亮其實是不發(fā)光的它不過是一塊巨大的石頭。而地球不僅是球狀還一直在旋轉(zhuǎn),宇宙中沒有神話傳說中的玉帝或宙斯,除了漂浮的天體看不見別的什么。 雖然人類對宇宙的認識與宇宙本身相比還很基礎(chǔ),但也算是有所進步,畢竟人類以前連地球是個什么形狀都爭論了很久。從宇宙望向地球會發(fā)現(xiàn)地球大部分都被藍色的海洋覆蓋,海洋作為地球生命的搖籃人類自然也會對其加以探索。 一直以來人類都想探索海底最深處,想知道海洋的深度到底在什么位置,那里又有著什么樣的生物?環(huán)境是怎樣的?不過對人類來說,海面之下的危險并不小于宇宙,水下的超大壓強、低溫、缺氧等在很長一段時間內(nèi)都限制了人類對于海洋的探索。 不過同樣得益于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類成功研制出了能深入海底數(shù)千米甚至上萬米的潛水艇。當(dāng)然在這之前,人類已經(jīng)大致確定海洋的最深處在什么位置。 馬里亞納海溝 經(jīng)過觀測和分析,人類鎖定了馬里亞納海溝為海洋的最深處,馬里亞納海溝全長約2550千米,平均寬70千米,位置處于菲律賓東北地區(qū)的太平洋底部,它不是一條直直的線,而是呈弧形,距離其初期形成大概已經(jīng)過去了6000萬年,與人類相比屬于是前輩中的前輩了。 該海溝的形成是地質(zhì)活動造成的,太平洋板塊與亞歐板塊相撞,海洋板塊由于密度更大所以位置比大陸板塊低,在碰撞過程中俯沖到了大陸板塊之下,它們之間的裂縫處便形成了海溝。 研究發(fā)現(xiàn)海溝的最深處可達6-11千米,但具體到什么位置在我國奮斗號下海之前還沒有定論,不過馬里亞納海溝為海洋最深處的結(jié)論取得了科學(xué)家們的一致認同。 到這個位置,海溝的最深處顯然已經(jīng)靠近了地幔層,并且由于其特殊構(gòu)造,許多海水會從海溝流向地幔層,所以才有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)馬里亞納海溝每年吞噬海水約30億噸。不過這些水并不是被海溝獨吞了,人們也可以看到海水總量并沒有什么變化。 這是因為那些流向地幔層的水會被地下的高溫高壓蒸發(fā)成水蒸氣,重新回到海洋中,而且地底噴發(fā)的火山中也含有大量的水,同樣也會被帶回到地面。 2020年11年10日我國奮斗者號成功潛入海底10909米處,更新了人類探索海洋深度的新紀錄,并發(fā)現(xiàn)了海底一萬米處的“怪物”。 海底一萬米的探索 馬里亞納海溝的一萬米處,由于超大壓強和低溫以及缺氧等因素,是地球上最惡劣的環(huán)境之一。 不過在從海平面到海底一萬米的過程中,其實還是有很多有趣的生物。比如幾十米到上百米處的海洋中充滿了各種各樣的魚類和水生植物,熱熱鬧鬧一片祥和景象。到了1000米處,這里幾乎再沒有陽光可以到達,只有無盡的黑暗。 但還是有一些魚類生存在其中,只不過也許正是因為沒有陽光,這些魚類大都具有親光性,如果有光源出現(xiàn)都會向其靠近,而且很多都進化出了照明的器官。 再往下到達3700米處,才算是到了真正的深海世界,這之下的生物很多都變得怪異,甚至讓人感到恐怖。畢竟深海之下的環(huán)境更為惡劣,能在此生存的物種自然比普通生物要付出得更多。 比如許多深海魚的骨骼很薄并且極易彎曲,而所謂的魚皮也不過是一層薄膜,這是為了適應(yīng)深海的超大壓強,方便保持體內(nèi)外的壓力平衡。除了身體,這里魚類的眼睛也很奇怪,它們不像普通魚類眼睛長在兩側(cè)而是長在頭部的背面,并且能夠自由地轉(zhuǎn)動,看到上下左右的情況。 來到海底8000米處,會看到獅子魚,這種魚類身上沒有鱗片,而且呈半透明狀態(tài)能夠直接看到身體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。在這里除蝦和無脊椎動物,基本再也看不到其他脊椎生物。 那么奮斗者號看到的海底一萬米處,究竟是個什么環(huán)境,有著什么生物呢?其實海底一萬米處除了無盡的黑暗和低溫以及超大壓強之外,并沒有什么其他值得探索的生物。 海底一片寂靜和荒蕪,雖然以前有流傳過海底怪物的說法,但研究表明所謂的怪物叫聲只不過是板塊碰撞的聲音,人類也從未發(fā)現(xiàn)怪物的存在痕跡。但海底一萬米處也不是什么都沒找到,奮斗者號就在該處拍攝到了塑料垃圾的照片,塑料垃圾的出現(xiàn)值得所有人類反思。 海洋垃圾和海洋污染是人類一手造成的,自然應(yīng)該由人類自己解決,海水的腐蝕性連潛水艇都能破壞,卻無法分解掉人類生產(chǎn)的塑料垃圾,說明塑料的“質(zhì)量”實在太好。除了呼吁人類不向海洋投放垃圾之外,同時也應(yīng)當(dāng)制作易降解的產(chǎn)品。 水是液態(tài)的嗎 通過奮斗號的勘測,我們已經(jīng)知道海底一萬米處的水依然是液態(tài)的,并沒有因為低溫而形成冰塊。而且經(jīng)過測量,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)海底的溫度始終保持在4攝氏度左右,也達不到結(jié)冰的標(biāo)準。 不過海底最深處的水如果沒特殊之處好像也說不太過去,果然科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一部分很奇妙的水,他們稱其為超臨界水。這是一種高壓高溫狀態(tài)下的液體,由于馬里亞納海溝是大陸板塊和于海洋板塊擠壓而形成,所以海底會有許多裂縫。 而地殼下的熱浪會通過這些裂縫涌出形成海底溫泉,這些熱泉噴出之后使周圍的溫度迅速升高,這時候海水膨脹后的密度與一萬米處高壓下的水蒸氣密度相同,所以就出現(xiàn)了水的液態(tài)與氣態(tài)形式融合在一起的現(xiàn)象,也就是超臨界水。 奮斗者號 作為創(chuàng)造了人類探測海洋深度新紀錄的功臣,奮斗者號的成功應(yīng)用與它采用的材料和技術(shù)有關(guān)。畢竟海水的腐蝕性和高壓強是對潛水艇的最大威脅,為了解決這些問題,奮斗者號采用了新型的鈦合金材料來抵抗海水的腐蝕。 又因為是載人潛水艇所以載人艙的設(shè)計也很重要,奮斗者號的球形載人艙能夠容納三人,而且改進了之前的焊接方式使其更為密閉安全,外面的高壓影響不到里面的人。 同時還配備了方便海底作業(yè)的各種精密儀器,幫助研究員采集信息、拍攝照片等,還可以實時傳輸文字圖片等信息到地面。 奮斗者號的成功并不是偶然,而是科研人員日復(fù)一日的實驗研究得到的結(jié)果,顯然它沒有辜負人們的期望,海底一萬米并不是它的終點,接下來奮斗者號還會繼續(xù)履行它的責(zé)任,探索海洋更多的秘密。 其實除了探索海底一萬米,人類對馬里亞納海溝的勘測已經(jīng)有過許多次,也發(fā)現(xiàn)了一些東西。比如2011年,一個科研團隊在馬里亞納海溝處發(fā)現(xiàn)了大量的碳,這些碳的含量也許能證明,馬里亞納海溝對地球環(huán)境的調(diào)節(jié)作用十分重要。 2019年我國科考隊員乘坐“科學(xué)號”在馬里亞納海溝南側(cè)的一個海山處發(fā)現(xiàn)了一座海底花園,花園中最引人注目的就是顏色各異的珊瑚林。 |
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