科普故事｜深海探索的历程 - 海洋测绘中,测深仪测量水深基于什么原理

深海充满神秘色彩，探索深海一直是人类的梦想。历史上，人类对深海的认知非常有限。进入20世纪，随着深海探测技术不断突破，人类才慢慢揭开深海未知世界的神秘面纱。

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从海洋外面探索海洋

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全球海洋平均深度约3680米。通常将海平面200米以下水深的黑暗海域称为深海，所以大洋95%是永恒的黑暗。深度每下降10米，就会增加一个大气压，全球洋底平均有300多个大气压。黑暗无光、海水压力巨大、海底地形复杂，想要进行深海探测，就必须发展相应的技术。

20世纪30年代，人们开始使用物理波通过远距离非接触的方法，从海洋外面来探索海洋。20世纪中期，遥感技术的发明带来了海洋探测手段的革命。利用遥感技术，科学家能够从空中对海洋进行大面积观测。但是遥感的电磁波局限在探测海洋的顶层，进入不了深海。之后，能在海水中自由传播的声波，成为海洋水文测量和水下通讯的主要手段。对海底地震波的追踪，也成为探索海底地质结构、揭示地球内部物质组成的重要手段。

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进入海洋内部的深潜技术

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首先为人类进入深海提供“入场券”的是深潜技术。最早的深潜器是两位美国科学家乘坐的空心潜水球，1930年在百慕大首次成功下潜到水下183米。1960年，瑞士人设计的“的里雅斯特”号深海潜水器，承载两人深潜到马里亚纳海沟的10916米处，停留了20分钟，一举打破深潜的最高纪录。此后，又逐步出现能够在水下移动、采样，具有探测功能的深潜器。目前，世界上只有中国和美、法、俄、日5个国家拥有载人深潜器。

近年来，我国自主设计和研制的“蛟龙”号、“深海勇士”号和“奋斗者”号深潜器累计下潜超过1000次，下潜深度覆盖了大洋纵深万余米的“全海深”。我国还陆续研制出应用范围更广的无人深潜器和深海机器人，包括遥控水下机器人、自主水下机器人、混合式自主遥控水下机器人、水下滑翔机等，初步建立起全海深潜水器谱系，具备了全海深探测与作业能力。

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图为2023年5月26日，潜航员为“深海勇士”号载人潜水器解开与“探索一号”科考船相连的缆绳，为载人潜水器下潜做准备。新华社记者 蒲晓旭/摄

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“下海”加“入地”的大洋钻探

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在深海海底钻探地壳，涉及深海探索中难度最高、耗费最大的技术。

国际大洋钻探计划是由全球20多个国家参与合作的国际研究计划，1968年正式运作，半个多世纪以来在全球各大洋钻井4000多口、取芯（即对地层进行岩石取样）超过49万米，所取得的研究成果证实了海底扩张等理论，揭示了深海极端生命和资源的奥秘，从根本上改变了人类对地球的认识。

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1998年，我国加入国际大洋钻探计划。1999年，我国科学家自主设计和主持的第一个南海大洋钻探航次，实现了南海深海钻探零的突破。2014年到2018年，我国又相继完成3个钻探航次探索南海成因，使南海成为大洋钻探研究程度最高的边缘海。

从深海打钻探索地球内部是科研发展趋势，未来，大洋钻探在深海和地球科学中的地位还将继续攀升。

常驻深海的海底观测网

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深海观测，不仅需要从海面向下探索，而且需要从海底向上观测。海洋科学也不满足于短暂的考察，而是追求进入海洋内部进行原位的长期连续观测。于是，海底观测网应运而生。

海底观测网将各种传感器放到海底，用光电缆联网接到岸上，把测量所得信息传送回来。传感器与穿梭在节点之间的自主水下机器人、着陆器等多种设备配合运行，构成功能强大的深海观测系统，直接在水下分析信息，从而实现从海底到海面全天候、长期、连续、实时、综合的原位观测。

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海底观测网是21世纪的新事物，第一个大型观测网是2009年在加拿大建成的“海王星”网。2015年，日本建成缆线长5700千米的海沟海底地震海啸观测网（S-net），专门预警地震海啸。2016年，美国的海底观测网（OOI）投入使用，包括区域网、近岸网和全球网三大部分，是目前规模最大的海底观测网。我国也已经启动了大科学工程，汇集各学科、各领域、各层次科技资源，正在东海和南海建造海底科学观测网。

“深潜”、“深钻”、“深网”合称“三深”，构成当前进入深海内部进行科学探索的主力。经过近一个世纪的探索，人类极大拓展了对深海的认知。

更多阅读：汪品先《深海探索：更好认识海洋》

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（策划：刘名美 审核：李艳玲）返回搜狐，查看更多

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