62年前，2名探险家抵达马里亚纳海沟，在海底9千米听到玻璃声响 - 深海潜水探险

南极棉 · 发表于海洋科普 2024-5-31 01:37:26

这是世界上智商最高的一张照片，拍摄于1927年第5届索尔维会议期间。合影中的人，都是当时科学家里最厉害的大佬，包括爱因斯坦、薛定谔、洛伦兹、居里夫人、普朗克、玻尔……里面每一个人都能称得上是可以改变世界的人。

站在这张照片后排左一处的，是一个高个子男人，他的名字叫奥古斯特·皮卡尔德，一位来自瑞士的物理学家、发明家和探险家，一个可以“上天入地”的神奇人物。

他曾经搭乘热气球升到16165米的高空，得到了大量关于上层气体的资料并完成了对宇宙线的测量；他也曾驾驶"的里雅斯特"号深潜器下潜到位于太平洋马里亚纳海沟的11000米处，拉开了人类征服海洋最壮丽的一幕。

探险者皮卡尔德

海沟是位于海洋中的沟槽，是海底最深的地方，一般深度大于5000米，最深处可达10000多米。

地球上主要的海沟都分布在太平洋周围地区，在所有海沟中，马里亚纳海沟最为著名。

有关资料显示，马里亚纳海沟位于菲律宾东北、马里亚纳群岛东方，是目前所知最深的海沟，大部分水深在8000米以上，最深处为11034米，是目前已知的地球上最深的地方，被称为"最接近地心的恐怖地方"。如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底，峰顶也不能露出水面。

奥古斯特·皮卡尔德于1884年1月生于瑞士伯尔尼，从小便对物理学极为感兴趣。长大后，他就读于著名的苏黎世瑞士联邦理工学院，是爱因斯坦的学弟，也是爱因斯坦最好的朋友之一。

上世纪二十年代，皮卡尔德得知自己的学习长爱因斯坦正在为如何能收集到宇宙射线的数据而苦恼，于是萌生了想帮助这位学长的念头。

当时的天文物理学家们为了收集宇宙射线的数据，大多都是乘坐着带有非密闭式吊篮的气球升空来完成的。

皮卡尔德想到，如果能造出一个铝制的密封吊舱，那么不管气球飞到怎样的高度，科学家都能在密封舱里对舱外的气层进行更直观的测量，这样收集宇宙射线的数据便会变得更加准确。

1930年，皮卡尔德在比利时国家科研基金会的赞助下，设计制作了一个球形的铝制的贡多拉（悬挂多吊篮的热气球），并于1931年5月27日带着助手保罗，从德国奥格斯堡升空，最后升到了15781米的平流层，创造了当时人类升空的世界纪录，完成了人类第一次对平流层的飞行探险。

在这次飞行中，皮卡尔德收集了大量关于上层大气和宇宙射线的数据，为爱因斯坦的宇宙研究做出了巨大的帮助。

之后，他又进行了27次热气球飞行，一次次地打破这个纪录，并最终将纪录提高到23000米。这个纪录也标志着人类对平流层的研究达到了一个新的高度。

也许是探险家天生的征服欲，从20世纪30年代开始，皮卡尔德开始将目光从天空转向海洋。他想：既然密封舱能隔绝周围的环境，那是不是也可以用作在深海探险设备呢？

我要去最接近地心的恐怖地方

在皮卡尔德之前，曾有过多位探险家潜入马里亚纳海沟进行深海探险。这种探险不完全是为了满足人们的好奇心，因为探索深海有助于人们更好地了解地球及其生物，有助于发现新的生态系统，了解新的生命形式。

为了完成深海探险，皮卡尔德发明了一个能承受较大外部压力的钢制深海潜艇，并用古希腊语将其命名为“bathyscaphe”，也就是“深潜器”。这也成了今天所有深海探测器的统称。

虽然皮卡尔德建造深潜器的过程因第二次世界大战爆发而被延误了多年，但对于一个有执著追求的探险家来说，战争也不能阻止他的梦想。

1948年，皮卡尔德终于完成了他的气泡形状的深潜器。这个深潜器可以在外界水压超过46兆帕时，依然保持正常的舱内气压。

它的上部是一个巨大的浮箱，里面能装1万加仑的汽油。这些汽油的作用不只是燃料，还能做为保持恒定的浮力。深潜器上还绑了可以卸除的几吨重的铁块，方便其下潜和上浮。

皮卡尔德将这艘深潜器起名叫“弗恩斯-2”号，并驾驶着它成功地下潜到4176米，创造了当时下潜深度的世界纪录。

1957年，皮卡尔德在“弗恩斯-2”号的基础上进行了不断的改进，又建造了自己的第二艘深海潜艇“特里雅斯特”号。

1960年1月23日，"特里雅斯特"号深潜器从太平洋关岛海域下水，下潜到马里亚纳海沟约11000米处，为人类征服海洋揭开了最壮丽的一幕。

神奇的海底世界

虽然皮卡尔德对自己的“特里雅斯特”号非常有信心，但当时的他已经76岁，从身体上说，已无法亲自下潜到如此深度，所以他把这个光荣的任务交给了儿子小皮卡尔德和另一位探险家、美国海军上尉沃尔什。

1960年1月23日那天，也许是老天也想考验这艘深潜器，所以当天的天气情况并不理想。

虽然是个多云的天气，但阳光并不强烈，洋面上的风浪有4、5米高。但38岁的小皮卡尔德和沃尔什没有任何畏惧，他俩带着父亲的梦想，抱着必胜的信念，于上午7时许开始缓缓下潜。

并不强烈的阳光在海水中很快衰减，不久“特里雅斯特”号深潜器就完全被黑暗笼罩了。

两位勇士通过舷窗看到没有阳光的海水里，不时闪烁着的色彩缤纷的奇妙的光芒。小皮卡尔德知道，这是海洋中那些发光的微生物。

他幽默地对沃尔什说：“伙计你看，海里的这些精灵是来给我们作向导，指方向的呢！”

“特里雅斯特”号深潜器下潜一开始很顺利。但下潜到9000米时，意外发生了。

在寂静的深海中，小皮卡尔德听见“特里雅斯特”号深潜器舷窗外的玻璃"咔嘹"地响了一下——在压力91兆帕斯卡的深海中，深潜器的玻璃终于抗不住高压，出现了裂缝！

小皮卡尔德当然知道，一旦深潜器的玻璃碎裂，将会带来什么样的后果。在大自然面前，人类是那么的渺小，只要玻璃碎了，两人必然会被海水极高的压力压成肉饼。

沃尔什也听到了玻璃发出的声音，有些慌张。

小皮卡尔德却对父亲的建造的这艘深潜器十分自信——因为早在1948年，他的父亲皮卡尔德在驾驶"弗因斯- 2"号进行深潜时也发现了舷窗后，皮卡尔德便改进了舷窗的材料，并进行了多次耐压试验，最后排除了硬质的玻璃、熔解石英等物质，选用了丙烯玻璃等新材料。

在进行不断的试验后，小皮卡尔德对深潜器的玻璃有着绝对的信心。

舷窗玻璃的"咔嚓"声没有吓倒小皮卡尔德和沃尔什，他们继续下潜了6个多小时后，终于来到了马里亚纳海沟里的“挑战者深渊”。

这时深潜器的仪表显示深度已来到了10916米。这是个什么概念呢？通俗的说，就是在人的大拇指指甲大小的面积上要承受1000公斤以上的重量！

在这没有太阳的洋底世界里，两位探险家进行了20分钟的科学考察。他们看到了呈黄褐色的洋底土壤，在探照灯的照耀下，有类似比目鱼的鱼在游动。

他们还看到了一些小生命在活动，其中有一只大约长 2.5厘米的红色的虾，正在绕过舷窗自由地遨游。

这次探险证实了一个事实：即使在世界大洋中最深的深渊处也绝不是寂静的世界，依然存在着生命。

当然这里的海洋生物无论是体色、视觉器官、肢体、骨骼、摄食器官、发光器及繁殖方式都有其独特之处。

深海里的玻璃声

就在小皮卡尔德正沉浸在美妙的海底世界的景色中时，突然听到玻璃“咔嚓”响了一下。

在洋底停留了20 分钟后，小皮卡尔德和沃尔什怀着胜利的喜悦，乘坐"的里雅斯特"号于16时 56分漂出水面。

返回到关岛后，美国海军派专机把这两位深海探险功臣接到美国。

为了庆祝这一重大成就，华盛顿向全世界发表了正式文告，艾森豪威尔总统亲自给两位深海探险者授勋。

2月9日，美国总统还寄给皮卡尔一封致贺的亲笔信件，以表达全体美国公民对小皮卡尔德、沃尔什以及老皮卡尔德的感谢之情。

对于毕生从事深海探险事业、已经76岁老皮卡尔德来说，尽管他没有亲自参加这次探险，但在欣闻儿子在马里亚纳海沟探险成功之后，仍然百感交集，眼睛里充满了幸福的泪水。

他这一辈子与深海探险结缘，儿子的这次深海探险，改变了人们对海洋、特别是对深海的认识，并使这种认识进一步升华，这才是皮卡尔德落泪的真正原因。

小皮卡尔德和沃尔什的这次深潜，创造了世界深海载人潜水的最高记录，也让越来越多的人认识和喜爱上了深海潜水探险。

在他们之后，科学家们已不满足于仅仅是深海观察的探险的方式，而是努力改善深潜器的机动性能，使之更灵活、方便；安装必要的仪器设备，以提高"视觉"、"听觉"、"触觉"、"嗅觉"能力，打开了深海探险的新篇章。

今天的深海深潜器的形式与性能，早已不是1960年的“特里雅斯特”号所能比拟的了。

现在最先进的深潜器是美国的核动力潜水器"NR-1"号，它重达400吨，水下自持力达45天，带有可供潜水员在水下出入的闸封出入口，可以在水下与潜艇或其他水下结构物对接，在常压的情况下实施考察人员与物资的输送与转移。

这次探险之后，小皮尔卡德后来又制造出了4艘深水探测器，包括1964年搭载游客潜入日内瓦湖的世界第一艘游客潜艇。

2009年，86岁的小皮卡尔去世，美国政府发表悼念文章称其为“20世纪的伟大探险家之一，比任何人都下潜得更深，是儒勒·凡尔纳小说《海底两万里》中真正的‘尼莫船长’。”

去一趟马里亚纳海沟有多难

小皮尔卡德的这次探险之后的半个世纪，再也没有人潜到过马里亚纳海沟的沟底。

直到 2012年 3 月，执导过《泰坦尼克号》和《阿凡达》的著名导演詹姆斯· 卡梅隆亲自驾驶深海挑战者号潜水艇（Deepsea Challenger）单枪匹马驾驶挑战者潜水器到达马里亚纳海沟沟底的“超深渊带”之后，这才打破了小皮尔卡德创造的最深下潜纪录。

深海挑战者号潜水艇高7.3米，重12吨，承压金属板有6.4厘米厚，驾驶舱可容纳一人。

为拍摄下自己的潜水过程，他在潜水艇上安装了灯光设备与高清 3D摄像机，并制作成名为《深海挑战》的3D纪录片。

打破纪录后，卡梅隆接受了英国《自然》杂志记者的采访，向记者讲述了自己的这次探险以及他的未来海洋探索计划。

他认为这次探险之旅的最大科学成果是在新不列颠海沟 27000 英尺处发现了一种体形硕大、可能是新发现的片脚类动物物种，“它差不多有一英尺长。

你一定要记住，那儿的能源受到极大的限制，完全依赖来自上方几英里处的营养流。因此看到如此硕大、且如此活泼的动物，我感到非常惊讶。这或许会给解开地球早期如何出现生命这一过程之谜带来某种启示。”

对于卡梅隆的这一“疯狂举动”，他也在采访中告诉那些质疑者：“我不知道（这次探险）会带来什么好处。

人们需要知道这一点，那儿有占我们生活于其上并赖以生存的世界的大部分，而我们对那儿却一无所知。

当地震引起一个席卷印度尼西亚的海啸，并在几分钟时间里夺走 25 万人生命的时候，我想我们需要理解在深海沟里到底发生了什么，我们需要对那儿有更多的了解。”

虽然1960年小皮尔卡德的那次探险的大部分原因是为了满足好奇心，但到了今天，越来越多的科学家认识到深海是一座性能优良的天然实验室。

美国加州大学海洋研究所的巴特莱特教授就表示：“探索马里亚纳海沟，有助于我们更好地了解地球及其生物，有助于发现新的生态系统，了解新的生命形式。”

今天有越来越多的科学家对深海研究表现出了极大的兴趣。比如地震学家就准备在深海海底建立地露观测网，以减少深海地震及海啸对沿海地区的破坏；

甚至连天体物理学家也要到海洋中来"插一脚"，设想深海中建立中微子探测器阵列，这样就能借助干扰较少的深海来寻找中微子。

但是就在科技如此发达的今天，去一趟马里亚纳海沟并不比去月球容易。从人数上来说，抵达过马里亚纳海沟“挑战者深渊”的人，还没有登月的宇航员人数多。

皮卡尔德对探索有着浓厚的兴趣。在征服马里亚纳海沟之前，他就曾把探索的目光瞄准过天空。上世纪三十四年代的天文学家们，正为了如何能收集到宇宙射线到数据而苦恼的时候，皮卡尔德萌生了利用容器去探索天空的想法。

当时的天文物理学家们探测高空气层的最常见手段是驾乘着带有非密闭式吊篮的气球升空进行探索，皮卡尔德对此并不满足。

他想：如果能造一个铝制的密封吊舱，那么不管气球飞到怎样的高度，探测者都能在密封舱里对舱外的气层进行更直观的测量，这样收集到的宇宙射线的数据也会更加准确。

于是，皮卡尔德在比利时国家科研基金会的赞助下，设计制作了一个球形的铝制贡多拉。1931年5月27日，皮卡尔德和他的助手保罗从德国奥格斯堡起飞，到达了15781米的平流层，创造了人类当时到达的最高高度，这也是人类第一次对平流层进行的飞行探险。

在这次飞行中，皮卡尔德收集了大量关于上层大气和宇宙射线的数据。一年后的8月18日，他又与助手马克思在瑞士小镇迪本多夫起飞，上升到16201米的高空，再一次打破了世界纪录。

在探索马里亚纳海沟之前，他总共进行了27次热气球飞行，最终的纪录为23000米，让人类对平流层的研究达到了一个新的高度。

中国人挑战全球最深处

皮卡尔德创造了世界深海载人潜水的最高记录后，也带动了人类深海潜水探险的高潮。从那之后，世界各个主要国家都开始着手研究各种各样的深潜器。

有的在深潜器上安装机械手，有的努力扩大深潜器的观测窗口，有的努力改善深潜器的机动性能，使之更灵活、方便，提高"视觉"、"听觉"、"触觉"、"嗅觉"能力。

1969年，美国建造了重达400吨，水下自持力达45天的核动力潜水器"NR-1"号。它拥有潜水员在水下出入的调压舱，可以在水下与潜艇对接，在常压的情况下实施考察人员与物资的输送与转移，具有作业安全、方便以及经济的特点。

迄今为止，全世界已有20个国家建造和使用过数百艘深潜器，深潜器已成为各国海洋科学研究、海洋考察、海洋作业的重要工具。

现在的深潜器已成为海洋科学研究、海洋考察、海洋作业的重要工具。具有海底采样、水中观察测量以及录像、照相、打捞等功能的深潜器，广泛应用于海洋基础科学研究、海洋资源调查与开发，在这些领域发挥着越来越大的作用。

2020年11月10日8时12分，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，再创中国载人深潜的新纪录，并带回了海沟底部的岩石、海水、生物等珍贵样品。

奋斗者号是中国研发的万米载人潜水器，于2016年立项，由蛟龙号、深海勇士号载人潜水器的研发力量为主的科研团队承担。

它融合了深潜装备的优良血统，采用了安全稳定、动力强劲的能源系统，还拥有更加先进的控制系统和定位系统，以及更加耐压的载人球舱和浮力材料。

用“奋斗者”号副总设计师胡震的话来说，“我们挑战的是全球最深处。特别是狭窄的球形载人舱能够载三人下潜到万米深，这在国际上都是非常了不起的！”

目前，我国已拥有“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者 ”号三台深海载人潜水器，还有“海斗”“潜龙”“海燕”“海翼”和“海龙”号等系列无人潜水器，已经初步建立全海深潜水器谱系，并不断实现了深海装备技术发展的新突破和重大新跨越。

“奋斗者”号的研制成功标志着我国在大深度载人深潜领域已经达到世界领先水平，也让人类探索万米深渊从此拥有了一个强大的新平台。

在不久的将来，我国自主研制的万米载人潜水器，将搭载着更多我国科学家自由自在遨游在世界海洋的最深处，实现中国人的科学梦想。

参考资料：

易石：《马里亚纳海沟传奇》

王治军：《挺进深渊：人类对海洋最深处的探险》

吕吉尔：《詹姆斯·卡梅隆倾吐深潜心声》