繪製一張海底地圖

海底世界難測繪

地質學家繪製了山川、河流、森林、沙漠、凍土的地圖;天文學家描繪了太陽系、銀河系的圖像;而人類對地球海洋的瞭解卻知之甚少,至今為止沒有一張詳盡、完整的海地地圖。有人說,人類對月球和火星的瞭解甚至遠超對地球海洋的瞭解,的確如此。

我們知道,海底世界並非一馬平川,它像陸地上一樣,有山有谷。那麼我們是否有必要像繪製陸地地形圖一樣繪製出海底地形圖呢?

答案是肯定的。因為海底的山峰、山谷影響著世界洋流的走向、影響著氣候;海底地勢左右著海洋漁業的管理;連接千家萬戶的海底電纜也要根據海底地形來鋪設;海底的山峰能幫我們阻擋部分形成於海洋的自然災害,比如颶風和海嘯;海底的地形地勢還能為史前地質變遷提供線索。

绘制一张海底地图

2014年,馬航MH370的神秘失蹤更體現了繪製詳盡的海洋地圖的必要性。馬航MH370是在從吉隆坡飛往北京的途中消失的,專家猜測,它的殘骸應該遺留在印度洋海域。然而,一直以來,該海域的地圖是粗糙的,搜索團隊不得不重新對該海域進行繪測,製出更精確的地圖,才能夠以更高的分辨率來發現飛機殘骸。

然而,繪製海地地圖的任務是艱鉅的。原因很簡單:海洋是廣袤的、深邃的,大部分的地區是人類難以抵達的,而海水也是人類探測海洋的一大阻礙。並且由於電磁波在海水中傳播阻力很大,即每傳播一定距離,電磁波強度就會衰減一定值。太陽光就是一種電磁波,在60米以下,海水中就漆黑一團了。所以利用電磁波的反射來測繪海底地形是很難實現的。因此,到目前為止,全球僅有15%的海洋被繪製出來,而且只是模糊的、不全面的圖像。例如,在谷歌地球(一個虛擬地球儀軟件)上找太平洋中部海域的圖像,你只能夠看到一些分辨率極低的圖像。

儘管繪製海地地圖十分困難,但人類從來不會輕易認輸的。人們一直在用不同的方式探索未知的海底世界,嘗試著畫出一張海地地圖。

不斷嘗試制地圖

幾個世紀以前,人們在船的一側懸掛垂直的測深線,在地圖上標記出海域的大概深度,這種測量方法極不精確,但這是當時器具落後的時代人們所做出的努力。在16世紀,水手們依據自身的經驗,在地圖上刻下水深點。然而,當時並沒有統一的術語和刻畫標準,所以刻畫全憑個人喜好,一個人畫的地圖另一個人未必看得懂,有時兩個人所做的地圖還是矛盾的。

到了20世紀,人們對自然的探索熱情極度高漲。一群地理學家探索了地中海海域,並繪製第一張詳細的地中海海洋圖。後來,大洋水深製圖委員會成立了。這個委員會發起“海床2030”計劃,旨在2030年實現全球海洋海底測繪的願景。這項計劃希望能夠動員全球的船隻,無論是漁船還是軍艦,都能夠為幫助收集海洋數據。他們希望更多的人可以參與進來,每個人都能通過特定的軟件瞭解這一計劃的實時數據,一些海洋愛好者還被邀請給新發現的海底地形取名字,比如有人給這些地形取名為圍裙、馬鞍、鹽丘等。

現代技術來測深

而現代船隻測量海底深度要比幾個世紀以前先進得多,許多測量船裝備了多波束測深系統。多波束測深系統是一種能夠同時向海底發出幾十個聲波,然後根據回聲來測量海深的一種系統。裝在船上的多波束測深系統,每發射一個聲波信號,就能夠計算出船隻下方的垂直深度。而且,由於它是多波束,還可以同時獲得幾十個水深數據,從而得到一片水域的海底深度分佈圖。

但是,多波束測深系統並非萬能的。有些海域實在太深了,而回聲的傳播需要時間,這種方法無疑是低效的。海洋是遼闊的,有些海域,船隻根本無法抵達,更別說測量了。這時候,自主式水下航行器登場了。

雖說自主式水下航行器技術仍在萌芽階段,但海底測深越來越依靠這種能夠潛水、自主收集數據的智能機器了。

它的優點眾多。首先,速度快,耗資相對少。依靠多波束測深系統進行測深需要大量資金,還需要訓練有素的人員對收集到的數據分類。而自主式水下航行器解放了人力,只需要從陸上發射出去,它便可以自己收集分類數據,人們只需要根據其收集來的數據繪製地圖即可。當然,水下航行器是需要電池供電的,還需要海上導航系統追蹤,以便找到損壞的水下航行器,將其拖回港口進行維修。不過在未來,自主式水下航行器的回收可能依靠一種自主式水面飛行器,比如無人機進行回收,做到真正解放人力。

海底地圖引擔憂

海洋是個大寶庫,神秘的海底世界隱藏著大量的資源,有稀土資源、貴重金屬、石油、鑽石等。這些寶貴的資源已經使得一些人對海洋勘測趨之若鶩。

有些公司對海洋豐富的資源早已虎視眈眈,比如戴比爾斯集團,世界鑽石業的巨頭,與礦產資源豐富的西南非洲的納米比亞建立了合作關係,在納米比亞附近的海域內遍尋鑽石。最近,戴比爾斯公司還成立了自家的自主式水下航行器艦隊,幫助他們更順利地挖掘深海海底鑽石。

雖然許多深海採礦公司宣稱在採礦後,海底會在一段時間內自然恢復。然而科學家卻對此表示懷疑,深海採礦很可能會導致海洋棲息地退化、海底噪音、化學物質洩露、海洋物種滅絕等不良後果。

另外,海洋是地球上最大的、最不為人知的生物棲息地。地球表面的2/3都是海洋,在深海這樣寒冷、黑暗、極大壓強的環境下卻有著令人驚訝的生物多樣性——吸血烏賊、幽靈鯊、蜘蛛蟹等神奇的動物在深海中都有自己的方寸之地。但它們是敏感而脆弱的,它們的復原能力並不強,一旦遭到破壞,可能從此從這顆蔚藍星球上消失了。

如果詳盡、精確的海底地圖繪製完成,展現在世人面前,是否會開啟以追逐海底寶藏為唯一目的的“大海賊時代”?其實,更有可能的是,一些人在眼前利益的驅使下,製作部分海域的精確海地地圖,繪製一片便開發一片,在我們還沒來得及真正瞭解海底世界之前,它就已經被開發,資源被掠奪,失去了本來的面貌。


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