清华少儿科学馆:海洋大揭秘
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到底是山高还是洋深

海洋到底有多大?到底有多深?它的海底究竟是崎岖不平还是光滑平整的?几百万年以来,这些无法解释的问题,不断激发着人类的求知欲,无数次尝试去探索海底这个神秘世界。

古老的探测方法不可靠

长久以来,海员们用“测深索”来估测海洋的深度。他们把一根已知长度的绳索配上重物放入海中,然后凭直觉感觉到绳上的重物触到海底,根据绳索的长度测知海洋的深度。但这种方法速度很慢,而且很不可靠。因为当重物随着不断下降的绳索进入海洋深处,很难判断它是否已触到海底以及这时的绳索是否绷紧状态,所以,用“测深索”来探知海洋的深度是不科学的,也是不可靠的。

“挑战者”的探险挑战

1872年12月,一艘名为HMS挑战者的科研船,再次开始对深海的测量研究。这艘科研船是由英国战舰改装成的,它以“全面了解海洋”为目标,对全球的海洋首次做了全面的研究。这艘科研蒸汽帆船载有船员和科学家共计二百余名,航行了11万多千米,在威维利·汤姆森爵士的带领下,穿越了除北冰洋以外的所有大洋,考察了所有可能影响水生生物的物理和生物因素。

这次考察共做了492次水深测量和133次取样工作。每次测量,他们都费力地把系有重物的绳索放入海中。最后,测得马里亚纳海沟深为8 000多米,证明了海洋比人们想象中要深得多。同时,他们还掘取了洋底的沉积物标本,以供进一步研究并发现新的物种。

用声波来探测海深

随着时代的进步和人类在科学技术上的突破,人们开始借助声波来探测海底,他们通过电子回声探测器(后被称作声呐),来对海底进行精确的深度测量。1920年,探访者将回声探测器装在船上,用所测得的声波脉冲传到海底并反射所需的时间除以2,再乘以声音在海水中的平均速度(大约1 500米/秒),然后得到的就是海洋的深度。

用太空卫星探测海深

如今,科学家们用另一种更先进、更科学的测量方法——太空卫星,来了解海底情况。科学家们在卫星上装有测高仪,通过雷达来测量海洋的准确深度。在测量过程中,由于洋底的万有引力不同,所以测量的这一深度也会有所不同。大洋中脊、海山、海沟等地壳密度不同,因而对海面的引力也不同。最终,计算机就利用这些数据来推测海底的情况。

世界海沟之最——马里亚纳海沟

在海沟世界里,排名第一的当数马里亚纳海沟。马里亚纳海沟位于北太平洋西部马里亚纳群岛以东,长2 550千米,宽69千米,大部分水深在8千米以上。最大水深在斐查兹海渊,为11.034千米,是地球的最深点。有人说,如果把世界最高的山峰珠穆朗玛峰放在沟底,它的峰顶远不能露出水面。由此可见,马里亚纳海沟之深,当之无愧成为世界海沟之最。

你知道吗?

比坦克坚硬的深海鱼

在海沟底部,是一个高压、漆黑且冰冷的世界,它的温度通常是2℃左右,水压则相当于大约1 100个大气压,这就意味着比钢制坦克还坚硬的物体,在这样的环境下也会承受不住而被压扁。但是,在海沟沟底,潜水员却发现了几厘米长的小鱼和小虾的存在,它们在水中欢快遨游。试想,连坦克都不能承受之重,这些小鱼小虾却能够在万米深的海水里,像在乐园一般,自由游弋,这真的是一件不可思议的神奇之事。

在马里亚纳海沟,除了这些小鱼,还有霸王章鱼、抹香鲸、欧鲽鱼等一些高级海洋生命,它们为适应深海环境,身体的生理机能已经发生了很大变化。它们的骨骼变得非常薄且易弯曲,肌肉组织细密柔韧,鱼皮组织则是一层非常薄的膜,它能使鱼体内的生理组织充满水分,有效保持体内外压力平衡。这就是深海鱼类在巨大压力下也不会被压扁的原因。