2012年3月25日,美國(guó),著名導(dǎo)演詹姆斬·卡梅隆乘坐名為“深海挑戰(zhàn)者”號(hào)的潛艇,準(zhǔn)備下潛到馬里亞納海溝的深海處。
在19世紀(jì)中葉以前,地球上的主要大 陸和大多數(shù)較小陸塊,都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn), 海岸線也受到相當(dāng)程度的調(diào)查,南 極、北極、澳洲大陸和西北航線都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn), 但人們對(duì)于這些航線下的大海,尤其是深度超 過幾十米的深海仍然是一無(wú)所知。人們不知道 海底有什么生物,是什么樣的地形,甚至不知 道海水的溫度是多少,很多人認(rèn)為深海漆黑、 高壓而又嚴(yán)寒,應(yīng)該是毫無(wú)生氣的地方,然而 1850年-1860年,許多因素綜合起來(lái)的結(jié)果, 一改人們從前的認(rèn)識(shí)。
首先,在大陸之間裝設(shè)水線電報(bào)與高壓電 纜的技術(shù)逐漸發(fā)展,導(dǎo)致人們必須對(duì)深海海床 的地形與特質(zhì)有準(zhǔn)確的了解,其次,早期深海 捕魚所捕獲的一些魚類,讓人們認(rèn)識(shí)到深海沒 有生命的看法可能是錯(cuò)誤的。一位達(dá)爾文的追 隨者,根據(jù)剛出版的《物種起源》及新捕撈到 的魚類,聲稱深海應(yīng)該有更多的生物。
這些商業(yè)上和科學(xué)上的動(dòng)因激勵(lì)著深???察的誕生,1872年12月21日,一艘被命名 為“挑戰(zhàn)者”號(hào)的皇家海軍小型護(hù)衛(wèi)隊(duì),從樸 茨茅斯出發(fā),展開了一趟為期三年半的科學(xué)考 察,這趟旅程成為有史以來(lái)最著名的深海探險(xiǎn), 人們通常認(rèn)為,正是這趟考察,奠定了海洋學(xué) 誕生的基礎(chǔ)。因?yàn)樵诖酥?,沒有任何國(guó)家曾 經(jīng)派遣以研究深海物理、化學(xué)、地質(zhì)與生物為 明確目的的大型探險(xiǎn)隊(duì),英國(guó)財(cái)政部在此任務(wù) 上花費(fèi)了20萬(wàn)英鎊(價(jià)值超過今天1千萬(wàn)英 鎊),以前從來(lái)沒有如此巨資花費(fèi)在任何一個(gè) 科研項(xiàng)目上。
這趟航程最初是兩位平民科學(xué)家的主 意一一倫敦大學(xué)的威廉·本杰明·卡彭特,另 一位是愛丁堡大學(xué)自然史教授查爾斯·威維 爾·湯姆森,1868年-1869年,后者在英國(guó) 海軍資助下在英國(guó)海岸沿線進(jìn)行探險(xiǎn),在4427 米的水下發(fā)現(xiàn)生物。當(dāng)時(shí)英國(guó)科學(xué)界流行愛德 華·福布斯的觀點(diǎn),認(rèn)為深海中沒有生物,然 而湯姆森的報(bào)告《海洋的深度》(1873年)卻 闡述了與之針鋒相對(duì)的觀點(diǎn)。報(bào)告也消除了人 們的錯(cuò)誤認(rèn)知一一以為深海到處充滿溫度為4 攝氏度的海水,他們發(fā)現(xiàn)靠近海底的水溫可能 大幅度降低或者升高。
“挑戰(zhàn)者”號(hào)的船員們正在檢查一只探測(cè)網(wǎng)中捕獲的動(dòng)物標(biāo)本。
卡彭特和湯姆森認(rèn)為,需要帶著合適的裝 備進(jìn)行全球探險(xiǎn),以調(diào)查深海這個(gè)地球上最后 一個(gè)未知之境,他們透過皇家學(xué)會(huì)向皇家海軍 提出這個(gè)大膽的提議,獲得肯定。
這個(gè)提議提出的時(shí)間,正是大英帝國(guó)最強(qiáng) 盛之時(shí),大不列顛此時(shí)正是海上霸主,皇家海 軍里不少人都認(rèn)為,英國(guó)必須在任何創(chuàng)新的海 事活動(dòng)上領(lǐng)導(dǎo)世界,而且雖然皇家海軍水文局 在數(shù)十年以來(lái),一直是世界上最優(yōu)秀的調(diào)查與 圖表制作機(jī)構(gòu),它對(duì)深海卻不太了解,水線電 報(bào)公司針對(duì)深海海床提出的一系列問題它都無(wú) 法回答。于是,一切天時(shí)地利,只待開啟。
在18個(gè)月之內(nèi),皇家海軍便做好一切準(zhǔn)備: 選好艦船并進(jìn)行翻修,在船上安置了一個(gè)為該 計(jì)劃量身定做的實(shí)驗(yàn)室,并且為這個(gè)大型研究 計(jì)劃提供了最先進(jìn)的設(shè)備一一甚至包括一團(tuán)長(zhǎng) 度超過400公里的繩索。
“挑戰(zhàn)者”號(hào)的船長(zhǎng)是經(jīng)驗(yàn)老到的勘測(cè)員 喬治·斯特朗·內(nèi)斯?fàn)枺蠹s有250名船員, 非軍方編制的六位科學(xué)人員是以湯姆森為首的 科學(xué)家們,當(dāng)時(shí)卡彭特已經(jīng)58歲了,沒有直接 加入考察隊(duì)。另外幾名科學(xué)家包括來(lái)自蘇格蘭 的化學(xué)家約翰·揚(yáng)·布坎南、英國(guó)人亨利·諾 蒂奇·莫斯利、加拿大蘇格蘭后裔約翰·默里 與德國(guó)人魯?shù)婪颉ゑT·威里莫斯一蘇姆,以及 瑞士畫家讓一雅克·懷爾德。這種多國(guó)籍,多 專業(yè)的綜合背景剛好適合覆蓋領(lǐng)域?qū)拸V的海洋 學(xué),國(guó)際合作也自此成為這個(gè)學(xué)科的特色之一。
在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的支持下,湯姆森率領(lǐng)“挑 戰(zhàn)者”號(hào)于1872年12月啟航,出發(fā)后,調(diào)查 團(tuán)隊(duì)在短暫適應(yīng)期內(nèi)檢查了取樣技術(shù),并且在 里斯本和特內(nèi)里費(fèi)島稍事停留,工作于1873 年2月15日在加納利群島南方64公里,深度 3500米處正式展開,挑戰(zhàn)者號(hào)人員在這里設(shè)置 了第一個(gè)正式觀測(cè)站。
在離開加納利群島之后,“挑戰(zhàn)者”號(hào)先 后訪問太平洋、大西洋、印度洋和南極海域, 建立了數(shù)百個(gè)站位,并進(jìn)行了測(cè)深、測(cè)溫、采 水、取樣、拖網(wǎng)等種種監(jiān)測(cè)和考察,采集到大 量海洋生物標(biāo)本、地質(zhì)標(biāo)本以及海水樣品。盡 管“挑戰(zhàn)者”號(hào)設(shè)備先進(jìn),裝有連接著雙葉螺 旋槳的400馬力燃煤蒸汽引擎,但因?yàn)楸M可能 希望多點(diǎn)停留,以進(jìn)行考察,“挑戰(zhàn)者”號(hào)大 多還是依賴揚(yáng)帆遠(yuǎn)航的方式,在整個(gè)計(jì)劃期間, 它花了很長(zhǎng)時(shí)間在港灣逗留,其中包括北美洲、 南美洲、南非、澳洲、新西蘭、中國(guó)香港島、 日本等地,以及一系列大西洋和太平洋的島嶼, 科學(xué)家和考察人員得以上岸考察,每次上岸時(shí), 船員和科學(xué)家就會(huì)進(jìn)行大量動(dòng)植物和人類學(xué)采 集。
去往各個(gè)不同的大陸和島嶼,他們見到了 各種各樣不同的地方的人,從葡萄牙國(guó)王、日 本天皇到斐濟(jì)食人族等各種各樣的人物,官方 隨船畫家讓一雅克·懷爾德把所見所聞一一畫 下來(lái),還有一些事件則是用更新穎的照相技術(shù) 記錄下來(lái)的。這次航海采集到很多深海珍奇動(dòng) 物標(biāo)本,包括夏威夷群島北方海域5500米以 下的動(dòng)物,也測(cè)得太平洋馬里亞納海溝的深度 數(shù)據(jù)(此次測(cè)繪數(shù)據(jù)為8180米)。
為了給英女王慶祝生日,“挑戰(zhàn)者”號(hào)正 式結(jié)束航程回到英國(guó)。四年的考察中,“挑戰(zhàn) 者”號(hào)已經(jīng)走遍了印度洋以外的所有大洋,設(shè) 立了無(wú)數(shù)觀測(cè)站,收獲頗豐,在海洋生物方面, 發(fā)現(xiàn)4400多個(gè)新種,提供了從表層到海底的 海洋動(dòng)物學(xué)標(biāo)本;在海洋地質(zhì)方面,重要成果 是發(fā)現(xiàn)了深海軟泥和紅粘土,并采集到了礦物 資源錳結(jié)核;在海洋物理方面,除了調(diào)查海流 和氣象外,主要成就包括:根據(jù)地磁測(cè)定的結(jié) 果,掌握了航海羅盤儀的偏差;繪制了等深線 圖;發(fā)現(xiàn)180多米以下的水溫受季節(jié)影響不大, 溫度變化極小;認(rèn)為大洋底的水溫在大范圍內(nèi) 基本相同,但在不同的海區(qū)也顯示出特定的值; 確定了一些島嶼的準(zhǔn)確的位置。
此次行程中,“挑戰(zhàn)者”號(hào)共航行12萬(wàn)多 公里。航行距離達(dá)到68890海里??疾旖Y(jié)束后, 幾十位科學(xué)家潛心研究了20多年才完成所有 考察報(bào)告的編寫,共計(jì)50卷、29500多頁(yè), 為海洋學(xué)的建立奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以此后 的海洋考察史中,均認(rèn)為“挑戰(zhàn)者”號(hào)考察開 創(chuàng)了海洋綜合調(diào)杏的時(shí)代。
探險(xiǎn)隊(duì)帶回的裝有拍攝底片的其中—只盒子。
在“挑戰(zhàn)者”號(hào)航游各大洋的航程期間, 各式各樣的材料從百慕大、哈利法克斯、開普 敦、悉尼、日本等地送回英國(guó),湯姆森在科學(xué) 簡(jiǎn)報(bào)中寫道:“當(dāng)我們終于在希爾內(nèi)斯清空船 艙貨物并進(jìn)行清點(diǎn)后才發(fā)現(xiàn),它們總共有530 箱,其中包括2270個(gè)大型玻璃罐、1749件用 塞子塞好的較小玻璃瓶、1860個(gè)試管和176 個(gè)錫罐,都裝滿了用酒精保存的標(biāo)本……另外 還有180個(gè)裝有干標(biāo)本的錫盒,以及22個(gè)用 濃鹽水保存標(biāo)本的酒桶?!?/p>
“挑戰(zhàn)者”號(hào)的主要任務(wù),是在它航行海 上的713天完成,在航程中,每過一段時(shí)曰, 它就會(huì)在12個(gè)正式觀測(cè)站中的一個(gè)停留勘測(cè), 每次停留時(shí).工作人員會(huì)先測(cè)量水深并對(duì)海底 沉積物進(jìn)行采樣,然后針對(duì)表層、接近海底以 及不同深度的水層進(jìn)行水溫測(cè)量,并且采樣以 便稍后進(jìn)行化學(xué)分析,最后再以打撈或海底拖 網(wǎng)的方式進(jìn)行生物采樣,也常常使用浮游生物 網(wǎng)搜集中層水域至水深約1500米水層的動(dòng)物。 每次生物采樣的成果,都必須小心整理,保存、 裝瓶、上標(biāo)簽、儲(chǔ)存并詳細(xì)記錄。
1872年12月-1876 年5月,“挑戰(zhàn)者”號(hào)探 險(xiǎn)隊(duì)的航行路線。
1874年,“挑 戰(zhàn)者”號(hào)。
1874年,“挑 戰(zhàn)者”號(hào)上的科學(xué)家們及 部分船員的合影。
“挑戰(zhàn)者”號(hào)的工作方式并不是最新穎的, 這種嚴(yán)格的考察方式過去的船隊(duì)偶爾也會(huì)使用, “挑戰(zhàn)者”號(hào)的重要意義在于其密集的觀察、 航程遍及全球以及對(duì)深水層的重點(diǎn)觀測(cè)。她最 深的探測(cè)深度幾乎達(dá)到8200米(在太平洋西 南部),打破了當(dāng)時(shí)探測(cè)海洋的深度記錄,被 稱為“挑戰(zhàn)者深淵”,“挑戰(zhàn)者”號(hào)在深度超 過4500米處也進(jìn)行了25次成功的捕撈,最深 捕撈記錄為5700米,這是史無(wú)前例的。
“挑戰(zhàn)者”號(hào)最終做出的研究報(bào)告極其精 彩,這些報(bào)告中包括了無(wú)數(shù)圖像,其中有許多 照片以及懷爾德手繪的水彩畫?!疤魬?zhàn)者”號(hào) 是第一支使用照相技術(shù)的探險(xiǎn)隊(duì),由于當(dāng)時(shí)照 相技術(shù)還在發(fā)展初期,需要較長(zhǎng)時(shí)間曝光,因 此不適合拿來(lái)拍攝動(dòng)態(tài)照片,比如科學(xué)家或者 船員在船上工作的情景,不過它在處理個(gè)人照、 團(tuán)體照與遠(yuǎn)景時(shí)仍然是個(gè)非常好的工具。探險(xiǎn) 隊(duì)的正式命令上就有這么一條:“把握每一個(gè) 機(jī)會(huì)拍攝各地土著的照片?!币虼嗽摵匠膛臄z 的照片成為19世紀(jì)末人文地理風(fēng)情的重要記 錄,其中甚至包括可能是歷史上第一張南極冰 山的照片。在英國(guó)倫敦自然博物館,幾乎每天 都有來(lái)自各國(guó)研究室的客座科學(xué)家仔細(xì)研究這 些報(bào)告中提到的精美標(biāo)本收藏。
雖然,“挑戰(zhàn)者”號(hào)在接下來(lái)的幾十年中, 讓許多海洋科學(xué)家推崇備至,但英國(guó)政府并未 繼續(xù)支持接下來(lái)的海洋學(xué)研究,或許因?yàn)檫@樣 的海上考察實(shí)在耗資太過巨大。但之后,激起 了各國(guó)海洋考察的熱潮,19世紀(jì)最后20年, 美國(guó)、德國(guó)、挪威、瑞典、法國(guó)、意大利和摩 納哥都曾派出大型海洋考察隊(duì),繼續(xù)推進(jìn)著“挑 戰(zhàn)者”號(hào)開創(chuàng)的海洋學(xué)之道,比如德國(guó)“羚羊” 號(hào)(1874-1876)、俄國(guó)“勇士”號(hào)(1886-1889) 進(jìn)行了環(huán)球考察,奧地利“極地”號(hào)(1890- 1898)在紅海和地中??疾欤绹?guó)“布萊克” 號(hào)在加勒比??疾欤?877-1886)。
從20世紀(jì)初期到中期,海洋探險(xiǎn)進(jìn)入了 一個(gè)新階段,1902年,國(guó)際海洋考察理事會(huì) (ICES)的成立。德國(guó)“流星”號(hào)、瑞典“信 天翁”號(hào)、丹麥“鎧甲蝦”號(hào)和蘇聯(lián)“勇士” 號(hào)出海考察等等,由于現(xiàn)代科技的發(fā)展,各種 電子技術(shù)和近代科學(xué)方法得以采用,極大地促 進(jìn)了海洋調(diào)查的深入和發(fā)展,至此,“海洋學(xué)” 成為一門獨(dú)立的科學(xué),其標(biāo)志是考察挪威海洋 學(xué)家斯韋爾德魯普與人聯(lián)合編寫的名著《海洋》 的問世。
自“挑戰(zhàn)者”號(hào)開始,人類對(duì)深海的了解 越來(lái)越多,越來(lái)越豐富,直至2012年,好萊 塢著名導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆駕駛單人深潛器成 功下潛至地球海洋的最深處一一馬里亞納海溝 底部,這舉動(dòng)堪比人類登月,《國(guó)家地理》雜 志將其稱之為“人類對(duì)深海探索的又一轉(zhuǎn)折 點(diǎn)”?;蛟S,為了紀(jì)念當(dāng)年的“挑戰(zhàn)者”號(hào), 這艘高7.3米、重12噸,由澳大利亞制造的載 人潛水器被命名為“深海挑戰(zhàn)者”號(hào),繼承著 此前“挑戰(zhàn)者號(hào)”的光榮和夢(mèng)想。
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