征服海洋的深渊是什么感觉？
随着“挑战者坑”的发现，探索世界最深深渊的工作也像极地探索一样掀起了“深度探索热”。其中，最引人注目的是美国“的里雅斯特”号潜水器首次装载深潜。这是一个冒险的行动。虽然潜水员有一个12厘米厚的硬壁潜水舱，但要想突破不到一万米，就必须承受每平方厘米超过11，000个大气压的威胁，真的很可怕。如果出了问题，潜艇就会受损，甚至连人带物都会被压成“肉饼”。两位美国科学家比卡特和沃尔什于1960年10月23日乘坐的里雅斯特号开始了水下探险。通过小心翼翼的长期潜行，我终于到达了世界上最深的地方——挑战者坑底，然后安全返回大海。这是世界海洋探索史上的重要事件，也成为人类揭开深海秘密的开端。然而，你可知道，这一刻的到来，是众多探险者努力和牺牲的结果？
海底是不可预测的
在地理知识丰富、科技发达的今天，回答海的边界和深度并不难。但是对于我们的祖先来说，这是一个难题。唐代诗人白居易以传奇的笔触描绘了大好河山。面对神秘的海洋，他只能迷茫地感叹:“海漫漫，无底洞！”其实不止白居易一个。千百年来，多少人高喊:茫茫大海，何处是边界？底部在哪里？
为此，流传着许多诱人的传说，“海底龙宫”几乎成了家喻户晓的神话。一些勇敢的知识分子为此进行了成千上万次的探索，当他们失败时，往往给海洋蒙上一层神秘的色彩。直到15世纪哥伦布发现新大陆，地球上才出现了一股海洋探索的浪潮，证实了地球圈理论，海洋是有界的。但对于它的内心世界，因为有一层海水，还是很难看透。
在引起世界轰动的地理大发现时期，许多海洋探险家试图弄清海洋有多深，但由于技术条件的限制，收效甚微。他们使用的方法很简单。人站在船头上，手中拿着一根长绳，一端系着一个锤状的铁块或铅块。当重锤接触海底时，记下绳子的长度，这就是海的深度。这种方法很不准确。有时候绳子被鲨鱼咬了，测量员还在下放。用这种方法测得的最大深度是1875年英国探险船挑战者号在马里亚纳群岛海域的记录，它是8148米。
后来发明了一种用声波测量海水深度的仪器，叫做回声探测仪。把这个仪器放在船上，向海洋深处发出声波信号。声波穿过海水到达海底后，沿原路返回，测深仪接收声波。因为海洋的深度不同，声波之间的距离也不同。现在各种地图上标注的海洋深度，都是用回声探测来记录的。通过它，海底的山、谷、丘、平原都跃然纸上，纠正了过去各种错误的遐想。
但这些对于寻找源头的探索者来说并不解渴。生物学家想知道万米深渊里有没有生命。地质学家想知道那里是否有矿物和石油。探索自然奥秘的愿望给了他们同样的理想，他们亲自去深渊看了一眼。多少年来，进军深海的口号激励着探险家们勇往直前，留下了许多感人肺腑、惊心动魄的故事。
非常困难
古代的潜水员——蛙人，大多赤身裸体，凭借其非凡的水下活动能力，吸一口气潜入海洋采集珍珠或海鲜，然后返回水面换气。由于生理条件的限制，它们最多能在20 ~ 30米的水深工作。确实有人说潜水员遇到的困难比宇航员遇到的困难更严重。因为，宇航员乘坐飞船最难受的就是离开地球引力后的失重状态。潜水员在海水世界会遇到各种复杂的问题。要直接进入海洋深处，人们必须克服几个困难:首先是呼吸。
众所周知，鱼能在水中自由生活的关键是鱼用鳃呼吸水中的氧气，而人只能生活在陆地上，用肺呼吸空气。除非有专门的人工鳃，人才能像鱼一样用鳃呼吸水中的氧气，这样人才能自由进入海洋。一些科学家试图在这方面做出努力，用老鼠和狗做实验。虽然理论上证明是真的，但效果并不大。看来要完全实现人工鳃呼吸还有很长的路要走。
另一种方法是把气体带到水下供人们呼吸。我们知道，空气是由氮气和氧气组成的，所以潜水员首先配备了氮气和氧气的混合气体。实践证明，氮氧混合气体对潜水员是不安全的。随着潜水深度的增加，潜水员肺部的氧含量逐渐减少，相反，氮含量增加。氮气一旦进入人体组织和血液，就会麻醉潜水员，使其像醉酒一样失去意识和控制能力，这就是所谓的“氮气麻醉”或深水麻醉。大量潜水经验表明，一旦潜水员呼吸空气，潜水深度超过50米，氮麻醉中毒程度就会加重，转为危险状态或导致死亡。为了保证裸潜的安全，许多国家将“空气潜水”的深度限制定在50米。即使是竞技运动员，裸泳的世界纪录也只有101米，是由法国53岁的马约尔在1981创造的。这种深潜方式的突出弱点是水下停留时间短，人还在受苦。不幸的是，当他们遇到鲨鱼时，他们甚至会失去生命。显然，这样去万米深渊是不可行的，就像你不能要求徒步去一趟月宫一样。
后来，科学家发现了一种氦氧混合气体。利用这种气体，在潜水设备的帮助下，人类的潜水深度已经突破了300米大关。到1970，法国人已经潜到501米的海底，停留了4个小时。看来解决潜水员水下呼吸气体的问题比模仿人工鳃更现实。第二是压力。
生活在陆地上的人通常只承受一个大气压的压力。一旦入水，每超过10米，就增加一个大气压。如果你在300米的深度，你将承受30个大气压的重量。在这种特殊的应激环境中，人呼吸的氦气、氮气等气体已经溶解在人体组织中。如果潜水员从300米深海的重压环境中突然浮到水面，人体承受的重压会突然减弱。这种压力的快速降低导致潜水员血液和身体细胞中的溶解气体立即释放出来，形成小气泡，这就是减压病。
患这种病的特点是:皮肤内形成气泡，会产生一种奇怪的痒感；气泡停留在关节内，常表现为关节疼痛、头痛、呕吐等症状；神经组织出现气泡，会使全身瘫痪，甚至死亡。而如果你慢慢上升，逐渐适应陆地上的环境，就不会得减压病了。
裸潜不可行，深海探索必须用更可靠完善的装置来完成。探索海洋的好奇心促使人们探索和发明各种有利于深潜的装置，经历了从潜水钟到潜水服、潜水器的漫长过程。
公元332年，古希腊的发明家亚里士多德把一个水桶倒过来，让潜水员把它顶在头上。整个身体被盖在桶里，然后垂直潜入深海。这样，桶里的空气供潜水员呼吸的时间比憋气的时间长得多。因为他描述的潜水桶看起来像寺庙里的钟，所以被称为潜水钟，一直沿用至今。
可惜这种潜水方式直到16世纪才得到重视和发展。1531年，意大利的Loretta教授设计了一个桶形潜水钟。潜水成功后，激起了许多科学家的热情，有的扩大了潜水钟的盖子，有的在盖子顶部开了一些小窗口进行观察。在众多改进中，最大的是法国物理学家丹尼斯·培平。他认为，以前钟表里的空气储备有限，潜水员呼出的二氧化碳排不出去，经常会把人憋死。如果潜水钟能持续供气，危险就会减轻。于是，他发明了在钟的顶部安装一根长管，连接到海面上的船的风箱口的供气方法。后来有人发明了带气泵供气的潜水钟，大大增加了潜水深度。
然而，潜水员很快就觉得潜水钟里的活动并不自由。要是他能随身携带供气装置，在海底不受约束地移动就好了。各种贼鸥的出现让这个幻想变成了现实。
请不要误会，Scuba不是一个人的名字，而是“潜水员用的供气装置”这个词的缩写。中国人将一起玩，用中文标记英文字母的发音，并在水下学习。16世纪开发的各种水肺潜水服延长了潜水员在海底停留的时间，但从海面供气的通气管有两个致命弱点:一是通气管长度有限，限制了潜水深度；二是通气管容易被障碍物割伤，潜水员会有生命危险。未来的许多发明家都试图摆脱“供气管道的尾巴”。
直到1865，法国研制的“自给式”潜水服才彻底解决了这个问题。这是为了设计一个耐压的金属圆筒。空气被泵入气缸达到40个大气压。气瓶储气罐通过软管与呼吸面罩相连，中间有一个风量控制阀。在调节器的内侧，安装了一层薄膜来承受外部海水的压力。这种潜水服可以使潜水员在水下自由活动，成为人类潜水史上的不朽事件。
然而，直到20世纪30年代，深潜的深度受到两个障碍的限制:水下呼吸气体的氮中毒和深水压力，无论人们是骑着潜水钟还是穿着潜水服。各种潜水器的问世，对于想深入海洋的人来说，真是福音。1929年，世界上第一个实用的“潜水器”——“进步世纪”问世，它是一个壁厚32毫米、直径145厘米的钢球。第二年，几名科学家带着它潜入435米的深海。1934潜到923米的深度。虽然这个深度与人们想要探索的海洋深渊相差甚远，但仍然鼓舞人心。1949年，新研制的潜水球可以下潜到1375米的深度，这仍然是一个用钢缆捆绑的深潜器的最高纪录。
然而，人们发现这种潜水器仍然无法达到目的，因为所有这些潜水器都有一个相同的弱点:它们依靠笨拙的钢缆与水面舰船连接，因此无法自由移动，也无法克服深度增加带来的钢缆增长困难，其深潜距离很难超过2000米。就在潜水器的发展陷入困境之际，著名大气探险家、瑞士物理学家比卡特决定求助于oceanworld，制造一种无需钢缆就能独立行走、适用于海洋深渊的潜水器。
“探索者二号”
比卡特1884出生于瑞士巴塞尔。他毕业于苏黎世学院，20岁时成为布鲁塞尔大学的教授。比卡特生活在一个发明创造的时代，充满了科学上的冒险和奇迹，他不愧为这个时代的先锋。他的座右铭是:“生活中应该有冒险！”“他总是不知疲倦地工作，无畏地冲向当代科学的顶峰。
那时，他对盛行于欧洲的大气探索感兴趣。他刚刚踏上这片土地，就在吊篮气球出现技术故障的时候，高空的寒冷和稀薄的空气阻断了发射的道路。比卡特凭借其独特的天赋，用铝制代替吊篮创造了密封舱，克服了严寒和稀薄气体对机组人员的威胁，促进了升空高度。1913年，他在自己设计的气球里创下了16公里垂直升空的纪录，在密闭的舱内舒适安全地度过了16小时，并进行了大量的科学考察。这次成功让他在这个人才辈出的时代一举成名。
勇于探索的比卡特从小就有进军海洋的梦想。即使在探索大气层的时候，他也没有放弃敲海底的想法。1933年，在美国芝加哥的一次展览上，他认识了从事深海探险的比比。比比向他介绍了深海的奇观，以及他的深潜球所面临的困难。比卡特对探险家的成就感到高兴，但也担心增加潜水深度的难度。从此，他决定尽快转向海洋潜水器的研究。
当时潜水器面临两大问题:一是随着深度的增加，球壳变厚增重，潜水器球体本身不再具有正浮力，必须用绳索悬挂；第二，随着深度的增加，缆绳变得更长更重，潜水深度受到缆绳强度的限制。发明家和探险家的双重人格，广博的知识和丰富的实践，使他在深海探险中再现了高空探险创造的世界奇迹。
他大胆地将气球加密封舱的原理移植到潜水器的技术改进中心，形成了漂浮和压载原理，创造了新一代自航式潜水器，即水下气球。它的原理是:一个钢制的潜水球像船一样连接在一个浮桥上，浮桥内充满比重比海水小得多的轻汽油，为潜水器产生浮力；同时在深潜球中放入铁砂作为压舱物，帮助其下沉。当它需要上浮的时候，打开电磁阀，扔掉一些压舱物就可以了。通过采取这两种措施，潜水器可以在海洋中任何深度自主升降。它第一次扔掉了拖缆和头上的供气管，成为在深海自由航行的特种潜水器。
二战的爆发推迟了比卡特的深潜计划。直到1948，他的第一个深潜器才建成，命名为“探索者二号”，成为著名的探空气球的孪生姐妹。“探索者二号”壁厚9厘米，耐压直径2米。它的浮标可以装80立方米的汽油，可以提供足够的浮力。潜水器的第一次试航冒了很大的风险，因为这是人类第一次不依靠系泊缆下潜。一旦它坏了，它将永远被埋在海里。决心投身于科学探索的比卡特再一次将自己的生死置于危险之中。他亲自乘坐“探索者二号”下潜，到达25米深度后，安全返回大海。
1948 165438+10月3日，在西非海岸的佛得角群岛附近，探索者二号正在准备首次深潜测试。由于风浪太大，实验不得不推迟到下午。这是一次无人驾驶潜水。潜水器上安装了一套自动导航设备，用于常规操作。当它到达预定深度时，它会自动放弃它的负载并漂浮起来。15: 45，“探索者二号”被吊入碧蓝的大海，解开绳索慢慢下沉，很快消失在海浪中。比卡特和所有参与实验的人都焦虑地盯着水，等着它回来。44分钟后，船上爆发出欢呼声，成功了。潜水器重新出现在海面上，深度指示器显示1373米。
由于风浪的折腾，装满汽油的浮体部分破损，观察窗轻微漏水，几滴水也进入了压力舱。所以有一些报道说比卡特的实验失败了。比卡特清醒地分析:受损的浮体部分强度不足以抵抗海浪的冲击，未来应加强浮体结构；观察窗有少量漏水，但密封不严密；但是压力舱经受住了高压的考验。成功坚定了比卡特对深海探索的信心，而不足则成为他攻关的新起点。
比卡特对未来的潜水器有了新的蓝图。他开发了一种改进的“探索者III”并在土伦建造。1953年，它载着比卡特父子到达3048米深处。1954年，又创造了4050米深潜的纪录，开启了人类到达深渊的道路。
“的里雅斯特”显示了巨大的力量
比卡特父子没有满足破4000米大关的记录，而是走向了世界的深渊。经过几年的精心设计，终于研制出了一种新型潜水器。
它由一个载人钢球和一个浮标组成。载人钢球直径2.13m，壁厚9cm。浮标看起来像一艘特殊的潜艇，长15.1 m，宽3.5 m，最大航速4节。可容纳2 ~ 3名科学探险者。在Bicart的设计中，根据当时的钢材和技术水平，预计最大工作深度为6000m。因为它产于意大利的里雅斯特市，所以被命名为里雅斯特。
谨慎的比卡特父子没有奔向深海，而是不断增加深度在浅海区做实验，测试各项技术指标。他们自己驾驶，几十项测试数据表明，这种全新的潜水器性能可靠。
1958年，比卡特父子再次在“的里雅斯特”号上为各国海军和海洋学家表演。一个美国人问比卡特:它能潜多深？他不假思索地迅速回答:“再深，也能下到海底！”这个响亮的回答让在场的所有人大吃一惊。第二天，报纸刊登了一条消息:比卡特父子代表人类挑战海洋深渊。
“的里雅斯特”号首次试航后，美国海军打算高价购买。起初，老比卡特并不同意，但由于他们的个人资金已经枯竭，无法维持这项昂贵的深潜实验，老比卡特只好忍痛割爱，将专利权转让给美国海军。此时，老比卡特已经老了，进行实验的重担落在了年轻比卡特的肩上。
杰伊·比卡特出生于1922。他从小继承了科学家的家族传统，立志投身深海探索。20世纪40年代，他成为父亲的得力助手。20世纪50年代，他帮助父亲设计了一个潜水器，并担任潜水器的驾驶员，逐渐在深海探险领域小有名气。因此，他随“的里雅斯特”号前往美国，完成父亲未完成的事业。
在杰伊·比卡特的领导下，里雅斯特号于1958年下潜至5600米的深度，并于次年下潜至7315米的深度。就这样，实验小组制定了一个“浮游生物计划”，去最深的海洋底部。
1960 65438+10月21，人类史无前例的“浮游生物”行动开始了。美国巡洋舰“刘易斯”号威风凛凛地驶向太平洋马里亚纳海沟的洋面，向“挑战者坑”冲刺。项目负责人Rehnietzsche博士亲自用爆炸源的测深法寻找最深处。大约80，000公斤黄色炸药被扔进了战壕。经过无数次的记录和计算，终于在两天后的早上8点，也就是人们把炸药扔进深海后的14秒，收到了回声，这是时间最长的一次。根据声波在海水中的传播速度，测得海水深度为10058米。所以，的里雅斯特号会在这里潜水。
1960 65438+10月23日，杰·比卡特(Jay Bicart)和美国海军上尉沃什(Walsh)作为这次冒险的主角，乘船将的里雅斯特号拖到了万文深渊的洋面上。那天天气不佳，风很大，浪高达5米。然而，这两位勇敢的科学探索者毅然决定，无论天气多么恶劣，他们都要去地球的深渊裂缝——海沟看看究竟发生了什么。当他们走进直径2m、壁厚12.7cm、耐压1500个大气压的压力舱钢球时，非常激动。他们将前往海拔10公里以下的深渊，这比攀登珠穆朗玛峰还要神奇！
上午8点23分，“的里雅斯特”号开始潜入永恒的寂静和嘈杂的海底世界。这里没有风暴，但偶尔有激流；缺少明媚的阳光，孕育了奇特的海洋生物。越深入，会是一个什么样的世界？他们有点紧张。
十分钟后下潜至91.5米，暂停调整浮力，检查仪器。一切正常，继续小心下潜。穿越200米深度后，海水温度和密度变化较小。周围是一片黑暗的世界，它终于不再停留，径直走向深海海底。为了尽可能清晰地观察海洋发光生物的场景，他们没有打开水下照明。结果，只有在670米和6100米的深度它们才眼冒金星，成群的磷光浮游生物从观察窗飞过。也许是潜水器奇怪的形状惊扰了它们，吓得那些习惯了平静生活的海洋生物纷纷逃离。75分钟后，潜水器到达1600米深度，收到水面无线呼叫，询问水下情况，通讯良好。在3000米的深度，我们与水进行了清晰的对话。.....一路平稳下来。沃尔什通过观察窗观察到，周围的海水随着温度的升高，由清澈透明变为漆黑，逐渐变暗。11: 30，到达6900米深处，比卡特打开探照灯。在明亮的水下灯光下，他们什么也看不见，仿佛置身于一个空灵的空间。
下潜到9000米深度时，突然的爆裂声惊动了两位勇士，压力舱也随之震动。它撞到海底了吗？不，还在跌。比卡特预感到一个危急的情况即将到来。他迅速关闭了船舱里的所有仪器。在死一般的寂静中，只听到舱壁上发出轻微的爆裂声。难道是虾米在钢壳外面爬行？不。我们应该继续潜水，还是到此为止？这似乎是一个生死抉择。情况很紧急，不然你就葬身这个深渊了。这一刻为什么不让人颤抖？然而，他们冷静地注视着局势的发展。5分钟后，裂缝没有再出现，所有仪器运行正常。两人互相示意，互不退让。
下潜到爆炸源测得的10058米的距离时，回声探测仪仍然找不到从海底返回的声波。你看看我，我看看你，迷惑不解。继续下潜，直到10668米，回声探测仪收到了回波。比卡特判断他们离海底还有300米。潜水器慢慢下降，沃尔什打开了所有的灯，周围是一片深灰色的世界。突然，比卡特的视野里出现了水母、水母之类的东西，个体都不大。试图与水取得联系时，电话被切断。此刻，他们感到特别紧张，水面上和水下的人都为此捏了一把汗。
下午1点06分，潜水器终于完成了最后一次航行，它的底部轻轻触碰到了柔软的淡黄色海底，将人类带到了海洋最深的深渊，深度为11034米。比卡尔激动的手抓起电话喊道。他已经忘记电话坏了。你知不知道潜水器顶部有一层厚厚的海水，上面的压力高达1.5万吨！难怪它浮出水面时直径被压缩了1.5mm。
在这个没有阳光的世界里，水很冷，水温只有2.4摄氏度。在灯下，两位探险者亲眼看到，这里的土壤呈黄褐色，是硅藻的软泥。发现一条长约30厘米，宽约15厘米的扁鱼。它的眼睛微微突出，很快就钻进了黄泥里。一只长约2.5厘米的红虾自由地游过窗户，仿佛在欢迎游客。在人们眼里，这些小生物简直比钢铁还硬，这真是一个不可思议的奇迹。一瞬间，万米深处是否有生命的争论就解决了。后来的深海探险者还看到了过去被认为已经灭绝的百合，6000万年前灭绝的总鳍鱼，还有一些经验丰富的海洋生物学家无法识别的水生动物！这无疑证实了生命不仅活跃在陆地和浅水中，也活跃在海洋和海洋的最深处。
这是人类第一次到达深渊，他们有很多工作要做。除了测试深渊海水温度3.3摄氏度，还测试海底有无海流，确定海底有无放射性现象，从而开发海底矿产资源。从未心灰意冷的沃尔什再次抓起电话:“我们在海底报告，挑战者号的坑深为11034米。举报后请回复！”突然，他脸上露出了笑容。原来电话终于接通了，海底的声音终于传到了水面。然后，征服最深海洋的喜讯传到了美国和世界各地的通讯社。
事后我才知道，无线电话中断是一群浮游生物造成的。它们密密麻麻，阻隔了交流的声波，给上下联系的人带来了一场虚惊。
沃尔什打开尾部的水下灯往外看时，突然转头对比卡特说:“我知道那丝丝声音是什么了。是入口通道的观察窗发出的声音，上面有一条裂缝。”原来是巨大的水压导演了这可怕的一集。在这个1100个大气压的高压世界里，压力舱承受着15万吨的总压力，坚硬的金属外壳直径被压缩了1.5毫米！观察窗连接处金属凹槽的收缩最终导致了有机玻璃上的裂纹，在灯光的照射下可以清晰的看到裂纹。
这两次误报使潜水器在海底的停留时间从原计划的30分钟缩短到20分钟，用于科学考察。比卡特按下按钮抛出压舱球，一堆铁球从浮体下部涌出，像滑石粉一样落入海底沉积物，溅起一团灰尘，向上扩散。然后，潜水器像气球一样漂浮。
再见，尘云！再见，挑战者坑！漂了将近三个小时* * *，15: 56，的里雅斯特号终于浮出水面。15分钟后，两名探索者爬出压力舱，站在潜水器甲板上。美机低空盘旋，发现的里雅斯特号漂浮时，立即鸣炮致敬，挥舞着翅膀向英雄们致敬！远处，一艘驱逐舰疾驶而过，欢迎这位光荣回国的探险家。
旅程远未结束。
后来，当人们问起杰伊·比卡特的马里亚纳海沟之旅时，他自豪地说:“我们找到了大海入口的钥匙，人类征服了深海。”比卡特的回答并不夸张。人们还记得，当飞机升上天空时，有科学家感叹:天堂有路，入海无门。现在，人们不用担心会掉进海里。而这个出海入口的关键是勇敢的人和先进的技术。
是的，深海探险者是一群特殊的人。他们勇敢大胆，热爱探索，有冲破一切艰难险阻的信念，愿意到一个无人的角落去求知，成为向科学进军的先行者。
在获得深潜冠军后，的里雅斯特进行了多次深水下调查，为深海探索做出了突出贡献。1964年退役，陈列在美国国家博物馆，比卡特父子的名字和成就为全人类所敬仰。
此后的深海探索并没有结束，而是被陆续问世的深海潜航器深海之星组揭开了神秘面纱。1962年5月9日，法国人阿基米德成功探测到太平洋上的另一条海沟——堪察加海沟，创造了持续3小时的深海探测史上的奇迹。随后在1973年，法国的阿基米德和西耶娜以及美国的阿尔文三位深海之星，经历了大西洋海底的深谷探险，不仅证实了魏格纳的大陆漂移学说，也证明了人类有能力探索深海，加深对海底世界的认识。
今天，我们可以自豪地说，小型水下城市已经从理想变成了现实。截至目前，水下生活区在海底停留时间长达7个月。当时，50多名科学家和潜水员分批参加了实验，其中5人成为海底的第一批女性居民，深度约为300米。为了让水下居民在海中自由遨游，科学家们正在努力研制人工鳃，以便有一天，人们可以像鱼一样在水中呼吸氧气，淘汰现有的气瓶和潜水员使用的复杂呼吸气体。届时，人类将成为海洋世界的主宰。
一场进军大海的战役打响了！