甲
10米,这是普通人在不携带任何潜水装备时可以下潜到的深度;113米,这是一名法国潜水员创造的裸潜纪录;332米,这是人在借助水下呼吸器后下潜到的最深纪录;10898.5米,这是2012年卡梅隆搭乘的“深海挑战者”号下潜到达的深度。
而中国研制的全海深载人潜水器“奋斗者”号下潜的马里亚纳海沟1万米处,水压超过110兆帕,相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。
面对如此巨大的压力,“奋斗者”号该如何“抗压”?世界上其他到达过这里的载人潜水器又是怎么做到的?
8年前,加拿大导演卡梅隆就曾乘坐着“深海挑战者”号,成功挑战了马里亚纳海沟。而潜水器抗压的关键在于其结实耐压的球形载人舱。
与世界上的其他潜水器相比,“深海挑战者”号球舱的厚度相差不多,但大小不到它们的一半,可谓“皮厚馅小”,这也是卡梅隆能够抵达万米深处的原因。
但“深海挑战者”号的球舱太小,连五六岁的儿童都很难在其中站直,无法搭载更多的科学家和科研设备。为了能在里面连续待上6小时,卡梅隆甚至要专门练习瑜伽。
为了保证载客量,载人舱要足够大;而为了减轻潜水器的负担,球舱又不能太重。为了承受万米深海处的压力,做成又大又轻又坚固的载人舱至关重要。
国产新型钛合金材料就是解决这一问题的关键。
经过多年的不断优化和上千次的测试,中国自主研制的新型钛合金终于问世。该材料强度高、韧性好,“奋斗者”号的球舱用其制成,可以容纳最多3名科学家安全地在海底进行科考任务。现在,“奋斗者”号终于可以顶住巨大的海底压力,安全载人潜入万米深海。
乙
全球范围内的海沟累计近6万公里,但要论世界.上最著名的海沟,当属位于西太平洋的马里亚海沟,约在6000万年前形成。
我们知道,地球的内核温度达到5000摄氏度,地幔层呈现出类似火山刚喷发时的熔融状态。巨大的热量带动地幔物质上升到位于地壳位置的岩石层,而岩石层的温度较低,冷却后的物质在重力作用下又会重新向地幔层下降,从而形成热对流,为地球表面的板块运动提供动力。
当海洋板块与大陆板块发生碰撞后,因海洋板块岩石密度大,位置低,就会俯冲插入大陆板块之下,进入地幔后逐渐熔化而消失,在发生碰撞的地方就会形成海沟。
马里亚纳海沟就是板块运动时碰撞形成的。太平洋板块撞上并沉到相对较轻的菲律宾板块之下,碰撞处衍生出了包括马里亚纳海沟、马里亚纳岛弧、马里亚纳海槽和西马里亚纳海岭等在内的一系列深海沟壑。
马里亚纳海沟呈南北走向的弧状,像一把大汤匙,类似海底表面狭窄的折痕或沟槽,嵌在北太平洋西部海床中。它全长约2500公里,宽度约几十公里,深度也是“远近高低各不同”。马里亚纳海沟并非处处是“深坑”,在底部行走还可能会遇到高度难测的海山,其余大部分水深在8000米以上,其中马里亚纳海沟南部区域水深超过10900米,其最深点被称之为“挑战者深渊”,也被认为是“地球第四极”。