第四章
萬米海底探險記
1960年1月23日,賈奎斯·比沙爾和多那德·渥爾胥進入安裝於美國海軍深海潛水艇特利艾斯號腹部的鋼製球內,他們將潛入最深的海底——水麵下35800尺(約10912米)。人們都無法預測他們是否能從未知的神秘世界平安歸來。
特利艾斯號左右搖晃的漂蕩在狂風肆虐的海麵上,護衛艦上的人員們擔心地凝視著水麵,西太平洋底深邃的弧形峽穀——馬裏亞納海溝的“挑戰者海淵”就在自己腳下的船底下。而比達爾和渥爾胥此時正在寬091米,高1083米的球體內,等待被送入遠離人類的世界。
早上8點23分,在信號指示下,特利艾斯號開始向深淵下降,40分鍾以後就到達水深800尺的地方,9點後,比迦爾增加下降速度,穿過了薄明帶,然後進入黑暗帶。此時,比跡爾打開外側探照燈,像雪花般飄蕩的浮遊生物出現在眼前。
“9點20分,到了深度2400尺的地方”,比迪爾形容那是一片黑暗的,沒有時間觀念的世界。水溫也在隨著深度下降而下降急驟,寒意浸入球體內部,球體也正在受到外部幾千噸海水所施的壓力。在降至水深4200尺時,他們吃驚地發現,細細的水流正滲入球體內部。
特利艾斯號繼續以每分鍾180尺的速度降落,漆黑的海水則隨著球體急速地往上湧,滲透的情形也消失了,此時他們才稍稍地鬆了一口氣。然後特利艾斯號終於突破了兩萬尺的深度。
在降到29150尺處,比迦爾報告:“現在開始進入一個超越我們所能理解遼闊、空虛的地區。”他們又繼續降下5280尺,這時他們有些緊張,因為寬約1600米的裂縫就在他們下麵,所以特利艾斯號必須小心謹慎地下降避免撞到海淵中的岩壁,而且為了海底登陸的安全,必須走出非常精確的地點,否則將粉身碎骨。
在32400尺處,特利艾斯號突然像遭到地震般似的震動,他們懷疑是否球體降得太快,以致猛烈地撞到海底。他倆在此停留了一會兒,仔細聆聽了外麵的動靜,然後又檢驗了所有機械儀器。最後決定繼續下潛。為了不引起碰撞,他們減慢了速度,緩緩地往海底潛下去。
下午1點零6分,特利艾斯號著陸在海底的軟泥上。比迦爾和渥爾胥向海上的船隻報告:“我們到達了全世界大洋最底部了。”事實上,特利文斯號隻停留在海麵下35790尺左右的大洋底,與海洋最深處的36198尺還有400尺左右的距離。
比迦爾和渥爾胥二人平安地從海底回到海麵上。但是曾經有很多人為了探尋海底秘密而獻出了自己的生命。海洋深處到底有什麼秘密讓人們如此著迷,而不顧一切的去探尋它們?
在人類征服過高峰及跨越過冰荒的極地後,地球上隻剩下深海是人們心裏的神秘地帶等著人們去拓荒。再大的困難和危險都無法阻止人類對海洋的向往,更不能抑製潛水者下海探險的決心。
現在為了使人類在地球上的生命得以延續,探家們一直在不停地努力。假使世界上的人口仍照目前的趨勢繼續地急驟增加,人類總會耗盡陸地上的天然資源。因此,開發海底蘊藏的大量資源,成為人類的當務之急。
希臘史學家希羅多德記載了公元前500年時所使用的潛水器材,那是玻璃製成的桶,能坐在桶中偵查敵人船隻的行動。
據說兩個世紀後,亞曆山大也曾坐在玻璃桶中,上端係以鏈子伸入海中觀察海中的生物,更有傳說桶子的吊鏈是黃金鑄成的。這段故事可能純屬杜撰,但是亞曆山大確實於公元前332年,在腓尼基的鳩若斯(大亞)被敵軍包圍,當時為了探查敵人的防備及行蹤,曾使用了此種潛水器材。
希臘人除了在軍事上有特殊的技能外,他們還善於潛入海中尋求珊瑚、珍珠等貝類及海綿。收集海綿的希臘潛水夫,潛入海深約75~100尺的地方尋找海綿,他們並不因為肺活量的限製而停止在海中的冒險。公元前300年出生的希臘科學家,也是著名的哲學家——亞裏士多德對潛水夫所使用的原始鍾罩曾作過記錄:鍾罩四周掛著錘形的物體,以使鍾罩在水中趨於平衡,而不至於使鍾罩內的空氣跑出來,等呼吸發生困難時,再將頭伸入鍾罩補取空氣。發展至後來,他們將動物皮做成皮囊,裝滿空氣,外麵再吊一個鐵錘沉入海中,當鍾罩中的空氣稀薄時,隨時將皮囊的空氣補充進去。
這些潛水夫不但采集海綿,也將有關海中的知識帶回陸地。亞裏士多德不僅詳盡地記錄潛水夫觀察海中生物的情形,為了更了解海中的生物,他還親自航行到愛琴海水域。航海期間,他發現了116種魚類,24種甲殼類,海棲的車輪蟲,以及40種的貝類和拉裏歐拉利昂——一種外部骨頭脆弱的小動物,他還為這些魚類、貝類等命名,並繪出圖形。
以個人的成就來說,世界上最偉大的探險家,馬賽利亞地區的畢迪亞斯不但是希臘的數學家,同時也是大文豪、探險家。在公元前325年左右,他從馬賽利亞(即今法國馬賽港)出航,經過直布羅陀海峽,來到廣闊的大西洋。
其航行路線,是沿著葡萄牙西海岸往北行,通過英法之間的英吉利海峽,進入北極圈。畢迪亞斯在航海期間,用科學的方法來觀察海,他是第一位發現潮汐退漲與月亮盈虧有關的希臘人。
公元前100年,出生在敘利亞的希臘哲學家波西第納斯,也曾前往西班牙地區證實當時人們的說法——當夕陽西落時,最後會西沉至大西洋中,並在海麵上會發出“咻”的一聲。結果他發現太陽西落入海時,並沒有發出“咻”的一聲。在航海期間,他記錄了薩了尼亞地區海深有1830米,沒有人知道他是如何測定的,但是根據現在的海洋調查船的記載,薩丁尼亞附近海的深度為8500尺,隻比波西第納斯當時所測的深度稍微多出一點而已。
羅馬人也和希臘人一樣曾在戰爭中使用潛水夫。但是他們對於海中的事物,卻絲毫沒有興趣。幾個世紀後,阿拉伯人及東方采珠者模仿此種潛水術,而其他地區的人們,則已放棄了對海洋的挑戰,而把興趣轉移到陸上其他事物上。所以從克裏特人及希臘人所培養出人類對海洋的興趣,此時已觸礁,研究海洋生物的工作,也因此停頓下來。
深海潛水器誕生記
據史料記載,古代希臘的潛水員,不使用任何呼吸器具,能夠在淺水區潛水4~5分鍾,到了1300~1400年,人們再度開發海洋時,已經有了能在深海裏呼吸的裝置。
最早研究這種裝置的達文西是歐洲文藝複興時代(1300~1500年)最優秀的人物之一。他所設計的水中裝置,是一種裝在頭上能抵抗水壓的頭盔,盔上裝有可伸出海麵與浮標相連的呼吸管,並戴上玻璃潛水眼罩,而且在金屬頭盔上釘上許多大鐵釘,以避免海中動物的侵襲。
達文西還設計了有蹼的手套和蛙鞋,但他沒有實際試驗過自己發明的器具,否則他將會發現許多意想不到的缺點。戴上達文西呼吸管的潛水員,潛至不超過5尺處,一定會窒息而死,因為在那個深度,胸部所受的壓力使得肺不能充分擴張,以致無法吸收空氣。
又過了100多年後,艾德蒙·哈利發明了在鍾裏輸送壓縮空氣的方法。他發現,如果潛水員所呼吸的空氣與他周圍的水壓相等的話,他的胸部就不會受水壓的影響,並能正常呼吸。哈利就以這觀點作為製作潛水鍾的原理。潛水鍾由鋼鐵製成,但無底部,鍾下可容納1個或2個潛水夫。潛水鍾深入海裏時,水的重量會將鍾內的空氣壓縮,潛水夫就能在鍾內暫時地吸些空氣。
但是這種潛水鍾也有缺陷:假若鍾的高度有10尺,在深627尺處,鍾的內部空氣隻有15公分,潛水員在裏麵無法自由活動。為解決空間問題,哈利再度研究發現,如果能從海麵上不斷傳送與水相等壓力的空氣,那麼內部的水麵便不會上升。他用兩隻軟管裝在潛水鍾上,空氣因水的壓力透過管子進入鍾內,潛水員隻要打開栓蓋,便能獲取所需要的空氣。
哈利通過自己的親自實驗,不斷改變淺水鍾裏不理想的地方,如鍾內的坐椅,妨礙潛水員的視野,於是哈利想辦法使潛水員能呼吸戴在自己頭上的獨立小鍾內的空氣,這樣,他發明了潛水服。
人體肺部受到強力水壓時,無法呼吸普通空氣,因此,初期的潛水服設計家們,著重研究在危險的壓力下如何保護潛水人員的問題。他們開始研究製作鐵製甲胄般的潛水服。
1829年,奧古斯都·希普發明了一種潛水服,這是現代附帽潛水服的原形。1837年完成了製造完全的潛水服,這是能夠自由拆除鋼盔的橡皮製不透水潛水服,鋼盔上裝有空氣的進出口,由協助人員在甲板上以打氣筒供給壓縮空氣。由於希普的發明,使得潛水員可以潛至300尺深處。第一位利用希普的裝置探險海底的是科學家亨利·米倫·愛德華,他是法國的動物學家,1844年,在西西裏外海潛水,采擷棲息於地中海的生物標本,亨利多次從事這項工作。潛水服的發明雖大大便利了科學家對海洋的研究,可是初期的潛水服因存在種種不理想的地方,仿效他從事潛水探險的科學家卻寥寥無幾。
到了公元1865年,法國采礦技師布諾瓦·魯魁洛爾和一位海軍士官奧邱斯特·杜涅魯斯,設計了能讓潛水員自由活動的裝置。他們將裝滿壓縮空氣的金屬罐子,安裝於潛水者的背部,其上裝了兩個調節活門,其中一個活門是送出空氣,另一個調節活門將潛水員呼出的空氣排出。
這項發明已幾近完美,可是因為當時無法製造能耐深海水壓的金屬罐子,所以魯魁洛爾和杜涅魯斯隻好仍使用原來的裝置,以長長的管子輸送空氣。完全脫離輸送管的潛水,到1943年才研製成功。
在研究潛水服的同時,適用於深海作業的潛水艇也在研製之中。有人認為達文西也有研製海中軍艦的藍圖,隻是他嚴守這項計劃的秘密,他曾記載:“因為人心存有太多的邪惡,如果讓人們知道海中航行的秘密,他們一定會毫不猶豫地使用海中航行船隻,在深海裏播下殺人的種子。”
曆史無情地驗證了他的憂慮。1776年,大衛·布修尼爾發明的潛水艇便用於美國獨立戰爭。這艘達托魯號,狀似海龜,是由一個人用手轉動曲柄,使兩個螺旋槳(一隻使船前後移動,另一隻是使船上下移動)轉動而航行的。布修尼爾為使駕船者能在敵人船身上裝上火藥而設計此艇,達托魯號雖然使用爆破裝置攻擊在紐約港的英國艦艇,可是並沒有成功。
後來美國技師羅伯特·福爾頓將“達托魯號”的設計進行了改良,於1800年,創造了兩艘潛水艇——諾蒂拉斯號和纓德號;福爾頓相信,潛水艇有助於結束海戰或海盜行為,可是他的兩隻潛水艇,均未被用於戰爭。1930年以前,沒有人能夠深入600尺以上的海裏,但就在這一年,人類終於突破這個深海的無人地帶。這是由於新型船隻的發展所致,也由於這些船隻的更新,使得鳥類學家威廉·畢比轉向海洋生物學的研究。畢比長期詳細的探究海洋深部,他的目的是要探查棲息的海洋生物。為達到這個目的,他數百次地潛入海中。雖然他穿著安全的附帽潛水服,但仍受深度的限製。用鋼繩潛入海地島水域下63尺深海底。透過頭盔玻璃眼罩,他看到了許多珍貴而且色彩豐富的魚類及海洋生物,這些海中珍物在他眼裏,自由自在地遊動著。
畢比在《海中下降半裏》一書中如此寫著:“當我向下看時,看見了像火星、金星世界般的未知——珍貴豐富的生物,這使我感覺到,漫遊於海中的願望將要實現了。”
畢比想更深一步地下潛,但當時的潛水器阻礙了他的行動。克服這種障礙,勢必平均1平方公分能耐40千克壓力,而且能裝載1人的寬壁乘坐物。
為了完成這個構想,畢比決心邀請曾經做過深海探險的鋼球技師政提斯·巴頓和設計師約翰·H·J·巴德人協助。在三個人共同努力下,重新製作裝備,畢比將新的裝置取名為“深海潛水球”。
“深海潛水球”直徑145米,球壁厚3公分。每平方厘米能耐1055千克以上的壓力——與海麵下3400深度壓力相等,而且相當堅固。船體重達2450千克;它與軍事用潛水艇不同,潛水球上裝有圓形的窗戶,窗厚76公分,以溶解的石英做成玻璃。石英是人類所知物質中最堅硬的透明體,它能反射任何波長的光,每一個窗戶直徑203公分;深海潛水球內備有氧氣筒可自動供給氧氣,乘員身上散發出來的濕氣,會被裝在盤裏的氯化鈣吸收,而盤內的堿石灰(氧化鈣與氫氧化鈉混合劑)能吸收迷漫於室內的二氧化碳。
另外還有一根管子,連接深海潛水球和海上的母船,管內的電纜能供給發動電力機械與探照燈所需的動力,同時為了畢比進入深海時,能詳細地記事,還裝上電話線。最後,深海潛水球被粗22公分、長106千米的鋼鐵製電纜線吊入海裏。
潛水球究竟能潛多深?這個問題,在1930年6月6日得到了答案。當天,深海潛水球被裝在大型舢船“淑女號”的甲板上,運到百慕大溫暖的外海,“淑女號”本身被拖船“福拉蒂斯號”拖到外洋。在此以前,深海潛水球為適應這次深海旅行,在同樣的航線裏作了多次的潛水試驗,不過球內並沒有工作人員。這些準備是為了從事史無前例的深海探險。
上午時分,畢比和巴頓進入深海潛水球直徑356公分的圓形出入門,甲板上的乘員,把180千克重的蓋子用巨大的螺絲釘和螺絲帽鎖好,潛水球便完全被密封。
誰也不能預料潛水時會遭遇到什麼樣的危險,他們像是被囚禁在鋼鐵製容器內的狂人一樣,無法抗拒深海潛水球劇烈的搖動。潛水球被海麵的大波浪衝擊隨著母船上下搖動,在電纜緊緊拉引下,狂亂地動蕩著,如果電纜拉力超過限度,深海潛水球將會像石頭般地滾入海底。
當畢比眺望海麵以下世界的瞬間,他忘記了恐懼。畢比在他的著作中寫著:“在50尺深處時,我看見我的周圍被朦朧的青綠色包圍,我無法相信這竟是我穿戴潛水鋼盔潛水的界限。”
畢比接著寫著:“每多潛入幾尺,便遇到令人驚訝的新現象——生命並沒有如預期中那麼豐溢活躍,但所有生物的數目卻令人難以置信。在1000尺深處,我清楚地看見幾條淡綠色的光線和輪廓鮮明的蝦子……。偶爾出現的美拉諾斯托米阿地特龍魚,發出燃燒般耀眼的光線,同時我們也看見名叫沙普莫利娜的魚兒發出小小的如珍珠般的光點,而可培普達(小小的甲穀類)的顏色,使我們聯想起日光的輻射……”
“在1680尺深處,我們見到體長145公分的生物向窗戶衝來,很快地飛射到外側後爆炸,那種閃光非常亮地照在我的臉上和窗內下方,在那些閃光當中,我看見了很大的紅色蝦子和碰裂的光芒。”
“上午11點12分,我們在3000尺深處停了下來,這將是這次潛水的最終點,因為連結母船的纜繩已經快沒了……。周圍水的顏色更深了,在海麵上任何無星光的黑夜與此相比較,也隻不過是‘薄暗’罷了,我想我以後再不會輕易的使用‘黑色’這個詞句了。”
纜繩似乎鬆弛了,球體又下降了一些,此時接到海上的聯絡電話,說剛才海麵發生橫波,由於深海潛水球和纜繩的重量緊卷在卷揚機上,因此休貝史達船長下令鬆懈過緊的纜繩,因而下降了144公分。卷揚機軸上隻剩下12圈纜繩,我們現在被吊在3028尺深處,此時我們才明白我們離海麵已是如此的遙遠。”
畢比和巴頓終於創造了人類潛水最深的記錄,他們帶著人們的歡呼回到了海麵。
大洋缺氧事件之謎
19世紀初,英國“挑戰者”號調查船環球航行,從深海洋底表層采集到深海沉積物樣品,當時發現,深海底廣泛分布著紅黏土,它的褐紅色是氧化環境下形成的鐵離子所致。可見,現今海水的深層仍然富含氧,這是大洋環流強盛的反映。
20世紀,美國的“格洛瑪挑戰者”號深海鑽探船在各大洋打鑽,鑽杆穿過年輕地層,鑽到了距今1億年前後(白堊紀中期)的沉積物。科學家意外地發現,那時廣泛分布的並不是紅黏土,而是黑色沉積物。它的厚度多在45~270米之間,有機質含量高達1%~30%。顯然,1億年前的海洋狀況與現代明顯不同,這種狀況發生在白堊紀中期這一特定時期,被稱為大洋缺氧事件或叫白堊缺氧事件。這一事件的起因是什麼,也就是黑色沉積物是在怎樣的背景下形成的,引起了海洋學家的廣泛注意。