潛入深海

　　在馬薩諸塞州的伍茲霍爾，有只毛絨玩具狗在一個5噸重的鈦金屬圓球旁邊站崗放哨。這個直徑2.2米高度拋光的球體造價1100萬美元，能把研究人員帶到6500米深的海底。
　　這個圓球將會成為深海探索主力“阿爾文號”深海潛水器的新心臟。在過去的五十年里，“阿爾文號”已經潛下海床無數次，超過了任何一艘深?？蒲袧撍鳎〉眠^一些歷史上最重要的海洋學發現?？墒?，近年來“阿爾文號”顯出老態，它目前能探索的最大深度僅為4500米，已被其他國家的潛水器迅速超越。2010年，伍茲霍爾海洋研究所花費4000萬美元開始了對這個老化的潛水器進行重新升級打造。
　　這個大規模升級改造醞釀已久，負責潛水器改造計劃的伍茲霍爾海洋研究所探險隊隊長兼“阿爾文號”的駕駛員布魯斯·史迪科洛特說：“早在1996年，我剛來到這里工作時，人們就已經在談論建造一艘新潛水器了?！?br/>　　現在，史迪科洛特跟隊員們要圍繞著這個密封艙重建新潛水器，為它明年三月在百慕大海域的一系列最后測試做準備。如果屆時它能通過測試，“阿爾文號”將再次開啟排得滿滿的科考潛水計劃，配合全套工具讓美國的研究人員用前所未有的方法去研究深?！獜摹鞍栁奶枴边@樣的載人潛水器，到遙控水下機器人，再到自動映射器。
　　但是在慶祝這個升級后潛水器的處女航之后，研究人員將面臨一些嚴峻的事實。預算問題已經在當下給“阿爾文號”的升級造成了困擾，因此研究員必須等到第二個階段的重建過程完成之后，也就是還要再等三至五年的時間，才能實現其最大深度?，F在，美國已遠遠落后于法國、俄羅斯、日本——還有中國，中國6月份剛把它的科研潛水器送到了水下7000米。然而，當像電影導演詹姆斯·卡梅隆那樣的富豪們搭乘私人潛水器潛入深海引起了公眾的關注時，美國正在痛苦地削減它的很多深海資產。
　　卡梅隆說：“美國有一艘能夠潛到泰坦尼克號那樣深度的潛水器——大概幾英里的樣子——今天看來并不是很深了。深潛研究的未來又將如何？”
　　未來曾經無限寬廣。1977年2月17日，“阿爾文號”掠過位于加拉帕戈斯群島東北400千米的海底。幾天前，由船拖曳的傳感器已經探測到靠近海底的水溫出現一個小尖峰。“阿爾文號”探索該區域并呈現給研究者看那些深海熱泉，看海底裂縫噴出的波光粼粼的溫暖鹽水匯入接近冰點的水里。人們原以為海底是片荒蕪的沙漠——遠離孕育生命的陽光——“阿爾文號”卻揭示了它其實是片生命綠洲，里面有蛤、蟹、蝦和外星生物一樣的穿著深紅色上衣的白色管蠕蟲。
　　在加拉帕戈斯深潛兩年后，“阿爾文號”的探險發現了更為狂暴的場景：高達400攝氏度的黑色液體從巨大的巖石煙囪中噴薄而出，它因此也被稱為“黑煙槍”。不久后，在地質上更為穩定的墨西哥灣，“阿爾文號”發現的海泉里涌出溫度較低的富含甲烷的液體。這些“冷滲液”也孕育了一些生物群落，包括生長緩慢的管蠕蟲，它們應該有幾百歲了——大概是地球上現存的最古老的古生物之一。發現這些由微生物從海泉水里吸收和轉化能量支撐的生態系統，引出了地球上的生命起源，以及這些生命還可能存在于什么樣的星球的問題。
　　“阿爾文號”的系列成果有力地反駁了早期對它的批評——上世紀六七十年代的一些頂尖地質學家開始只是輕蔑地把這個深海潛水器視為玩具。從那之后，這艘潛水器變得很受歡迎，每年往返海底100至150次。盡管有些國家的潛水器能夠潛入更深的海底，“阿爾文號”仍然是“當時最可靠的潛水器“，伍茲霍爾海洋研究所探險隊的地球化學家兼“阿爾文號”翻修首席調研員蘇珊·漢弗萊斯如是說，“我們在海底需要一個主力，而“阿爾文號”一直以來正是擔當著這樣的角色，以后也將繼續肩負起這個責任?！?br/>　　掌控全局
　　辛迪·范·多佛比誰都了解這艘潛水器。身為杜克大學海洋實驗室的主任，范·多佛在伍茲霍爾博士畢業后用了將近三年的時間接受“阿爾文號”的駕駛員培訓和從事該工作。她是唯一駕駛過這艘潛水器的女性研究員，沒有選擇傳統的研究生涯是因為這份工作能夠提供一些難得的機會。她說：“我希望能潛多幾次水，能親眼看到我正在研究的環境到底是什么樣子?！?br/>　　1991年，范·多佛放棄了她的駕駛座，之后只是偶爾作為乘客搭乘“阿爾文號”，她最懷念是海底的景色。這個舊的球形載人艙建于1973年，里面有三個13厘米寬的觀察窗，乘客座位左右兩側各有一個，駕駛座前方有一個。通過這些小盤子大小的觀察窗，范·多佛說：“有時外面的景色很美，但更多的時候外面并不好看，因此大部分時間可能只是從電子顯示屏上看駕駛員在做什么。”新的球形載人艙保留了原有的側面觀察窗，但是在前方新增了三個18厘米寬的觀察窗，讓搭船的研究員們的視野范圍跟駕駛員有交集。
　　船艙內的空間也有所增加，讓搭乘起來沒有那么痛苦。舊載人艙的內部空間直徑不到兩米，因此是沒有座位的。研究員們要蜷坐在地上，背部還要順著球體的表面弓成奇怪的角度靠在墻上。在長達兩個小時的潛入海底的航行后，四肢都會變得僵硬?？死锼埂そ苈撠焻f調“阿爾文號”的工作，他同時也是伍茲霍爾海洋研究所的海洋地化學家兼美國國家深潛設施中心首席科學家，他說：“如果你覺得腿很不舒服要變換姿勢，你的動作會把整個潛水器都晃動起來，那也會影響采樣工作”。
　　新的球形載人艙內部空間比原來的大18％，還配備了復合人體工學設計的座椅。在取樣或者進行科研探索的時候，科研人員可以用上更明亮的燈光系統和更先進的攝像機系統。
　　科學家們熱衷于用潛水器研究中洋脊的地理學和生物學，中洋脊是長達60000公里的火山裂縫鏈形成的新海洋地殼。到目前為止，海洋學家們還只是研究了很小的一部分中洋脊。中脊和兩側隱藏了一個由裂縫和孔隙組成的地下管道網絡系統，它是如此龐大以至于每100萬年會將整個大洋的水循環一遍，改變海洋的化學組成。未來的潛水探索將會關注這些生活在海底的微生物群落，據估計它們組成了這個星球大概三分之一的生物質。海洋學家想研究遼闊的深海平原，它覆蓋了超過一半的地殼卻從未被開發過。研究人員從深海采樣的大多數物種都是從未見過的。
　　但是有些科學家想探訪的地方不止4500米深，暫時超過了“阿爾文號”能到達的最大深度。為“阿爾文號”重修提供了大部分資金的美國國家科學基金會，無力資助一次性建造一艘6500米級別的潛水器。而且，潛入更大的深度需要使用更多的能源，按照現有潛水器所使用的電池技術，頻繁地潛入更深的地方將會異常昂貴。
　　海底居民
　　但是深度也不是一切。盡管中國的“蛟龍”號（7020米）和卡梅隆的“深海挑戰者”號（11000米）創下了激動人心的下潛深度記錄，研究員們并不會經常潛到那么深的地方。只有不到10％的法國和日本潛水項目接近他們的極限深度。法國海洋探索研究所地文森特·里戈表示研究更多地集中于較淺的地方，“今天科研或是跟礦藏開發聯系在一起的，又或者是跟那些影響人們生活或是利益的區域聯系在一起的?！?br/>　　一些美國科研人員對新“阿爾文號”的一些局限性感到沮喪。加利福利亞蒙特利灣水族館研究所的海洋生態學家布魯斯·羅賓遜說：“它是一個很棒的工具，但是應該可以做得更好一些?！彼淖畲笤竿怯幸凰铱梢岳米陨砀×νＴ谌我馍疃鹊妮d人潛水器，讓研究者可以在海里更好地工作。他說，大多數海洋里的生物和化學過程發生在水柱里，而非海底。但是不管是舊的“阿爾文號”還是新的“阿爾文號”，都沒能依靠調整自身浮力停在海底上方，而不需要耗盡電池。所以幾乎所有的航行都是直接開到海底。
　　不過，經驗豐富的探險家羅伯特·巴拉德卻說載人潛水器“是個過時的研究方法”。 巴拉德是發現泰坦尼克號的海洋地質學家，還共同領導了發現首個海底熱泉的科考項目，而兩次發現都是用“阿爾文號”完成的。他現在采用自動駕駛的水下潛水器和遠程控制水下機器人來進行科學考察，這兩種潛水器的操作都可以由在船上甚至在地球另一端的科研人員來完成?！把b備遠程控制水下機器人的自動駕駛水下潛水器是我所預見的未來。我不需要有人在潛水器里面?！?br/>　　“阿爾文號”只能在水下工作4至5個小時，而遠程控制水下機器人可以在海底工作數天，一些自動駕駛水下潛水器可以在水下工作幾個月。此外，無人駕駛的潛水器也不像載人潛水器那樣需要大型的補給船和船員，這能大幅度削減項目經費。而且依靠它們之間的數據傳輸，使用遠程遙控潛水器，世界各地的科研人員都可以參與科研任務，還不受人數限制。
　　“賈森2”號遠程控制水下機器人已經深受美國海洋地質學家的喜愛，它能在6500米深處探索和采樣。但是為它所攜帶的供能和傳輸數據的重型鋼纜，阻礙了它執行下潛深度更大和更為復雜的任務。
　　就在重建“阿爾文號”的伍茲霍爾的山上，研究人員已經開始實驗一種新型潛水器，這種潛水器在解決遠程控制水下機器人攜帶的鋼纜的問題同時不影響它的性能。小貨車大小的“涅柔斯”號在2009年憑借下潛到南太平洋海底11000米登上了報紙頭條，那是地球上的最低點?！澳崴埂碧柤饶茏詣舆\行，也能通過光纖和水面的船舶聯接。
　　但是只有人類頭發絲三倍粗的光纖極易破碎，因此伍茲霍爾的科研小組正在試圖切斷跟水面的物理聯接。2012年9月，小組在關島附近海域測試了通過激光系統在“涅柔斯”號和水面船只拖曳的信號接收器之間傳輸數據。研究人員用的是船上搭載的聲信號來控制“涅柔斯”號。
　　從資源的角度看，當今的深海探索并不單單依靠官方機構，私人基金也為深海科考作出了貢獻。
　　前谷歌首席執行官埃里克·施密特在2010年購買了一艘83米長的船，他將其改裝后用于海洋學研究。他的“施密特海洋研究所”明年將開始使用這艘船進行科學考察，同時將測試一些現有的遠程遙控潛水器，并計算在未來幾年購入一艘潛水器用于科研。
　　卡梅隆的單人“深海挑戰者”號也激發了研究人員的想象。新澤西州羅格斯大學的海洋學家里奇·盧茨說：“作為一個科學家，你看著它會想說，‘我也要搭乘那艘潛水器下去’。”
　　卡梅隆說他可以把潛水器給任何愿意資助科考的人使用。他說：“我很樂意提供潛水器和技術，讓潛水器閑置在我的倉庫里沒什么好處。”
　　與此同時，“阿爾文號”承載著美國海洋學界的希望，盡管它現在還七零八落地躺在伍茲霍爾。看看那個閃閃發光的載人艙，史迪科洛特描繪起了未來，當他的小組完成重修工作讓“阿爾文號”再次潛下水的畫面：“當它推出這里，完美無瑕的……真是個尤物