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还差7米就破美国10916米纪录,''奋斗者''号为何没再潜几米

最近,我国的载人潜水器'奋斗者'号在马里亚纳海沟成功坐底,再次突破了我国载人潜水器下潜纪录,这一数字纪录达到了10909米,并且在海沟底部持续开展科研工作6个小时,并且和'沧海号'一起完成'世界第四机'的直播和自拍,看到它们从容自如在海床上工作,相信很多朋友都和我一样有着同样的疑问:为什么不多下潜7米,打破美国载人潜水纪录的10916米呢?是技术上难以实现,还是有着其他问题?

2020年11月10日”奋斗者“号成功下潜水下10909米(图:央视新闻)

下面我们抽丝剥茧慢慢解析,篇幅较长,着急的朋友,直接点赞、收藏、关注以后慢慢看。

人类探索马里亚纳海沟,海洋测量与索同步的历史,到底有多深本身就是个谜

马里亚纳海沟位位于西太平洋板块边缘,洋底弧形洼地绵延2850公里,平均宽度70公里,其南端的'挑战者深渊',更是地球表面最深点,但到底有多深,这本身就是人类探索深海过程中最重要的研究之一。 事实上人类的好奇心极大地推动了测量这个海沟最深处的科研活动。

马里亚纳海沟(图片来源:中科院南海海洋所)

1899年,人类第一次在北马里亚纳群岛关岛东南方向测得了'内罗渊'深度是9960米,此后30年再次在附近测得9814米深渊。1951年英国'查林杰8号'在142°15′E,11°19′N处测得10900米深度。这一次采用的是以探针通过渐层深度,反复发送声波的方式,再以耳机捕捉回波,然后用手持码表计时,用来计算回波的速率,得出深度的测量数据,也以此命名这个深度为'查林杰8号海源'。

6年后前苏联对马里亚纳海沟使用超声波探测仪,于1957年探得最深处为:-11034米,这一数据后来被广泛认同,至此人类确定海洋最深处为这一数字。当时酷爱潜水器的比利时探险家皮卡德和他儿子雅克·皮卡德,在1951年就造出了'的里雅斯特'载人潜水器,它长15.1米,宽3.5米,可载3人,1953年9月在地中海成功下潜到3150米。

马里亚纳海沟剖面图(图片来源:网络)

当时正处于美国和前苏联的特殊时期,美国1955年收购了该潜水器,并且要他们建造更先进的潜水器,3年后终于建成。首次试潜就达到水深5600米,第二年更是达到了水深7315米。在美国得知海洋最深处后,'的里雅斯特号'(美国/1958年建成,长15.1米,宽3.5米,可载3人)赶往马里亚纳海沟,于1960年1月23日,比利时探险家雅克·皮卡德和他的搭档唐纳德·沃尔什,搭乘由皮卡德父亲自己设计卖给美国的潜水器'的里雅斯特-2'号,下潜到距离海平面10000米以下的深渊。在下潜了近5个小时之后,潜水器终于在距离海平面10916米处的海底缓缓着陆(当时潜水器显示的深度是11521米,后来校正)。然而在人类第一次下潜到这一深度,皮卡德和沃尔什做了什么?

美国得潜水器'的里雅斯特-2'号(图片来源:网络)

答案是:他们什么都没做,静静呆了20分钟。事实上在海沟的底部,他们两人什么都没看见。在宁静的马里亚纳海沟底部,皮卡德和沃尔什肉眼看到的,只有黑暗,以及透过微弱探照灯灯光照出的平静海底。

为了世界相信美国下潜到这个深度,1962年'史宾赛·傅乐顿·拜尔德号'(Spencer F.Baird)测得最深为-10915米。可能令时皮卡德他们没有想到,自那次下潜后整整52年,人类就再也没有来过。这个纪录,一直维持到到8年前。

多波束测深系统工作原理(图片来源:网络)

2012年,终于有一个人又一次到达了当年两位探险家下潜到的那个深度:-10911米。而这个人不是别人,正是大名鼎鼎的好莱坞导演詹姆斯·卡梅隆。2012年3月26日,卡梅隆带着他童年的梦想,独自一人钻进了'深海挑战者号',向马里亚纳海沟的沟底下潜。

深海挑战者号(图片来源:网络)

那么问题来了,整整52年过去了詹姆斯·卡梅隆为什么在同样地点,下潜的深度只有10911米呢?,为什么比'的里雅斯特-2'还少5米?

原来,靠近马里亚纳海沟海沟比较近的日本为了研究地球板块运动、地震形成等,1984年,日本'拓洋号'(Takuyo)船以'多窄波束回波定位仪收集了资料,测得最大深度和误差值为-10920±10.2米。1995年3月24日日本探测艇'海沟'号(Kaiko)测得马里亚纳海沟最深处度为-10911米,是目前公认的最精确深度。所以呢,詹姆斯·卡梅隆就号称下潜到了这个深度。

马里亚纳海沟斐查兹海元剖面图(图片来源:网络)

所以说伴随人类下潜深海的历史,是基础于海洋测量发展的历史。由于当时的技术手段,测量误差,马里亚纳海沟到底有多深,是个相对数,实际会因为测量偏差有个偏差值,而这个值还不小。

中国逐步建立了科学的海洋体系,数据分析给海洋'拍CT',如今创造-10909米纪录

说完了国外,我们说说我国的海洋探测下潜历史,我国的潜水器发展历程比较艰辛,相信这段时间大家都有所了解。我就不再回顾过去的历史,说一说近几年的科研成果。

多波束测深系统工作原理(图片来源:中国勘测联合网)

多波束探测系统工作原理(图片来源:中国勘测联合网)

2002年中国科技部将深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划(863计划)重大专项,启动'蛟龙号'载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。蛟龙号(中国/2002年):长8.2米、宽3.0米、高3.4米。

2012年6月,在马里亚纳海沟创造了下潜7062米的中国载人深潜纪录,也是世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。中国是继美、法、俄、日之后世界上第五个掌握大深度载人深潜技术的国家。在全球载人潜水器中,'蛟龙号'属于第一梯队。

我国载人潜水器”蛟龙号“结构示意图(图片来源:网络)

第二台深海载人潜水器,命名为:'深海勇士'号,它的作业能力达到水下4500米。2017年10月3日,'深海勇士'号载人深潜试验队在中国南海完成全部海上试验任务。为什么只下潜到水下深度4500米呢?因为这个深度已经基本覆盖了中国主要海域和国际海域资源可开发的深度。这个时候要求的就不是下潜深度了,而是探测和科研能力了。

研究人员扫描40万平方千米的海沟。箭头显示发现海底桥梁的区域

有了水下7000米和4500米探测任务的综合应用,我们成功地在海洋测绘方面积累了大量经验,也在社会化建造方面取得了突破进展,集合各大企业、科研院所建造万米级别潜水器条件成熟。

2010年8月-10月,国外人员利用扫描器测绘扫描40万平方千米的马里亚纳海沟时,就已经发现了四座海底桥梁跨越海沟。虽然卫星图曾指出,可能有这样一座海脊横跨在马里亚纳海沟上方,但是加德纳表示,测绘任务证实这里存在4个这样的构造。他说:'这一发现令我激动不已。'。科考队也取得了海沟最深处--'挑战者'深渊最精确的测量,发现它深10994米(误差最多为40米),深渊的深度比珠穆朗玛峰的高度还大。

研究人员把多波束回声测深仪安装在船舶下面,绘制地球上最深处--“挑战者”深渊的3D地图。

这里要简单说一下我国探测马里亚纳海沟'挑战者深渊'的大概历程,列举主要的几点。

2011~2012年,我国的海洋六号船先后采用EM122多波束测深系统,在马里亚纳海沟最深海域'挑战者深渊'进行的多波束水深测量。通过对测深资料进行分析处理,获得了高精度海底地形图。揭示了马里亚纳海沟挑战者深渊附近海底地形。

当地壳构造板块俯冲到另一个板块下面时,海底山便形成桥梁,横跨海沟。

其呈近东西向延伸,有西部,中部和东部三个洼地,它们由10800m等深线圈闭,长轴方向与海沟方向一致,洼地底部水深大于10900m,地形较为平坦.三个洼地最深区域分别由10916m,10904m和10915m等深线圈闭。三个洼地最大水深为10917m(误差小于20m),位于西部洼地内,中心位置为142°12.14'E,11°19.92'N,该处也是马里亚纳海沟最深点。

2014年为了寻找失联MH370飞机(这架从吉隆坡飞往北京的深夜航班在南印度洋上一个荒凉的区域失踪了),在这个区域海水最深处达-6000米,此前人类从未测绘过这一片海底区域,相关数据的缺乏,让海底搜索行动面临着巨大的挑战。中国远洋综合调查测量船'竺可桢'号开始在相关海域展开测绘工作。测绘海底陆地等高线、海水深度,以及海底陆地的组成成分等,从而为未来展开深海搜索提供关键性数据。

澳大利亚6月26日公布的马航370航班南印度洋最新搜寻区域,中间橙色部分是重点搜寻区域

2018年12月13日中国自主研制的万米级水下定位系统——超短基线定位系统——由'彩虹鱼'着陆器搭载,在马里亚纳海沟最深的'挑战者深渊'海域,探测深度为-10913m,并首次给出超过万米水深的海底精确坐标。后续,还有很多科研活动,对于载人潜水器马里亚纳海沟'挑战者深渊'来说知道了具体坐标,通过技术攻关,完成了万米海下精准坐底,'高清自拍'载入史册

我国的载人潜水器'奋斗者'号于2020年11月10日给出中国数据:10909米。

总结:

有了这些海洋测量数据,从深度为11034,到后来水深10911米,到我国测定的水深10913米,这是人类测量技术的进步,也是深海下潜测量更正的结果。伴随着海洋下潜和测量技术的进步,对于给马里亚纳海沟'挑战者深渊'实际深度的测量,我国的载人潜水器'奋斗者'号于2020年11月10日给出中国数据:10909米。此后几日,多次下潜继续完成科研任务。

这不是海上测量,也不是离底探测,这是坐底实测。现在您知道差这7米,问题出在哪里了吗?

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