10909米！“奮鬥者號”成功坐底：馬裏亞納海溝究竟有何魅力？

誇父逐星空

今天這篇文章就是致敬我們可愛的科研人員和三位隨“奮鬥者”號下潛的勇士！

我是誇父逐星空，關注我，帶你一起了解神奇的宇宙自然人文現象，探索他們背後的奧秘故事。

順便說一句，深海恐懼症的朋友請不要點進來！

今天我們來一起探索下神奇的馬裏亞納海溝的魅力，主要分三個部分：

第一部分，馬裏亞納海溝整體狀況及其被探索的歷史。

第二部分，馬裏亞納海溝有哪些深海生物，都長什麼樣子。

第三部分，“奮鬥者”號探索萬米深淵要克服哪些困難。

首先，咱們來聊聊馬裏亞納海溝在哪裏，怎麼形成的，它最深處有多深呢？

打開地圖，讓我們來到太平洋上的11 °20′N，142°11.5′E附近，也就是菲律賓東北、馬裏亞納群島附近的太平洋底，這裏是太平洋板塊和馬裏亞納板塊發生碰撞的位置，兩個板塊相撞，因太平洋板塊密度大、位置相對低便俯沖深入地幔而融化消失，同時碰撞位置留下了一道深不見底的深淵，這個深淵便是馬裏亞納海溝。

馬裏亞納海溝為新月形，全長2550公里，平均寬度約69公里。根據美國新罕布什爾大學大通海洋工程實驗室海岸與海洋測繪中心2014年公布的數據，馬裏亞納海溝最深處是被稱為“挑戰者深淵”的地方，它的深度約為10984米，這也是已知的海洋最深處。理所應當的，海洋第二深的位置還是在馬裏亞納海溝，位於“挑戰者深淵”東面約 200 千米處的“塞麗娜深淵”，深度約為 10809米。

可能大家對這個海洋深度不是很敏感。這麼說吧，眾所周知陸地上最高峰是我國的珠穆朗瑪峰，2005年我國測量的珠峰高度為8844.43米，也就是說將珠峰放到“挑戰者深淵”的話，還要有近2000米的距離才會露出海面！

那麼這個“挑戰者深淵”是怎麼被發現的呢？

這個就要追溯到19世紀了，當時的英國號稱“日不落”，擁有世界各地的殖民地，英國的科學家也有了條件到世界各地進行科考活動。於是1872 年到 1876 年間，為了探索地球上人類知之甚少的海洋，英國科學家便乘坐“挑戰者號”遠洋科考船進行了一次大規模海洋科學考察，隨後“挑戰者號”開始了一段長達1606天，航程12700公里的大科考，當他們來到馬裏亞納海溝的南端時，發現這裏的海床突然就消失了，留下斷崖一樣的無底深淵，於是這個馬裏亞納海溝的最深處便被命名為“挑戰者深淵”。

英國科學家的這次遠航，可能是有記錄以來最早對於馬裏亞納海溝進行海洋科考的，而人類真正能有技術載人
探測馬裏亞納海溝底部的時間則是在近百年之後。

1960年1月23日，瑞士探險家雅克·皮卡爾和美國海軍中尉唐納德·沃爾什駕駛“的裏雅斯特號”號潛水器潛入馬裏亞納海溝底部，他們在挑戰者深淵的底部停留了 20 分鐘，利用從海面到海底的水密度進行測量，計算出其深度為 10916 米。

而最引起大家關注的可能要數2012年3月26日，著名的電影導演詹姆斯卡梅隆乘坐“深海挑戰者”號潛艇下潛到馬裏亞納海溝的經曆，他獨自一人駕駛潛艇深入到了10908米的海底，並且使用高清3D攝像機拍攝了大量深海場景的珍貴畫面。

那麼這麼深的海洋裏還能有生物存活嗎？有的話，這些海洋生物不見陽光是不是都隨便長長？還是都是像科幻電影中的恐怖異形一樣啊？

首先，在這深達一萬米的海洋當中還真有生物，而且還不少！

卡梅隆就在當時用3D攝像機拍攝了大量深海生物的面，並且那裏的生物物種十分豐富，打破了人們深海一片死寂的固有印象。

比如下圖這個小家夥，它沒有鱗片，頭大，尾尖，身體細長，看上去有些像蝌蚪，它叫馬裏亞納深海獅子魚
（Mariana Snailfish），是一種底棲魚類，身長近10cm左右，腹鰭呈特殊的吸盤狀結構，能很好地吸附在海底，但是這看似脆弱瘦小的身軀卻可以承受深海萬米的高壓！

獅子魚主要分布於寒冷的海水中，尤其是冰冷幽暗的深海。早在2014年的一次科考中，科學家就在馬裏亞納海溝水深7966米處捕捉到了這種魚，而到了2017年，日本的科學家更是在8178米深處發現了馬裏亞納獅子魚，這個發現刷新了魚類海洋生活水深的記錄！

我們再來看下這種長得像蝦一樣的端足類動物，深海鉤蝦
（Alicella gigantea），它是一種外形像蝦的甲殼類動物，大多數淺海端足類動物僅幾厘米長，而挑戰者深淵裏的深海鉤蝦的長度卻超過了 30 厘米。這種巨無霸有著慘白的蠟質外殼，看上去像是就像樹脂膠一樣，其實外殼的主要成分是碳酸鈣。因為這些巨無霸通常都生活在4500米以下的深海，這裏的碳酸鈣會溶解，它們利用海底的鋁元素在體內進行合成，最終形成了自己的蠟質外殼盔甲。

最後出場的是一個具有卡通外表的可愛小家夥：煙灰蛸（Grimpoteuthis）。因為它們兩個鰭在遊動時酷似迪士尼電影裏小飛象的耳朵,所以又被稱為深海飛象章魚。目前人們僅知道它們生活於400至5000米的深海中，主要以浮遊生物和甲殼類動物為食，對於其他的習性則知之甚少。

那麼能在馬裏亞納海溝的深海中生存，這些神奇的生物都是怎麼解決自己的“吃住行”的問題呢？

吃可是頭等大事，
大魚吃小魚小魚吃蝦米這個食物鏈我們都很清楚，海洋中食物鏈最底端的就是浮遊生物了，然而這裏可是沒有什麼浮遊生物和海藻的。不用擔心，這裏自有一整套完整的食物鏈：深海海底會有海底火山噴發出的甲烷和硫化物，而一些微生物就以這些進行自養作用，其他的生物就以微生物為食。

除此之外，我們都知道著名的“鯨落”，鯨魚死亡後屍體沉入大海深處，成為海底生物的食物，所以海洋中死亡的生物屍體部分就會墜落到海底，像“鯨落”一樣養活大量深海的生物。

那深海的生物居住在這裏黑漆漆一片，伸手不見五指是怎麼辦的呢？

一萬米的深度自然不用說陽光了，因為太陽光最多能穿透200米深的海水。在這裏為了能在黑暗中發覺獵物，躲避獵手，這些深海生物八仙過海，各顯神通：

首先我們來看短吻擬深海鮭，它有著巨大的眼睛，能夠捕捉到微弱的光。而深海狗母魚則幹脆直接放棄了視覺，僅僅依靠觸覺和振動來感知獵物。最有趣的是燈籠魚（學名鮟鱇魚），大家應該比較熟悉這個頭頂一個小小的發光的燈籠的深海魚了，它腦袋上那個燈籠不僅用來照明，還是吸引配偶的利器，老遠距離雌魚就看到了似乎在舞台中央探照燈下的雄性燈籠魚。

想要在深海裏面行走自由還要解決的就是低溫和超高壓！

低溫和高壓在這裏是家常便飯了，馬裏亞納海溝底部的平均水溫在零度左右，這裏的水壓超過了110兆帕，形象點說就是每平方米的面積上承受著近11000噸的水壓，就相當於你的後背放上1100頭10噸重的大象，這壓力可不止山大！

這種低溫和超高壓會嚴重破壞深海生物的細胞，導致生物的細胞膜中脂質由液態變為固態，無法流動的細胞膜致使生物生理功能喪失，因此深海的這些生物進化出了在細胞膜中增加不飽和脂肪的方法，確保在低溫和高壓下這些液態的脂肪保持細胞膜的流動性。

另外，極高的壓力還會壓扁生物的體內蛋白質，導致蛋白質分子無法自由改變大小和形狀，喪失其生理功能，於是這些深海神奇的身體的細胞內進化出一種特殊的有機分子，它們可以和水分子緊密結合，阻止海水進入蛋白質內部，確保蛋白質不受擠壓自由變形。

真是不得不驚歎生命的神奇！為了能在這種極端惡劣的條件下生存，馬裏亞納海溝的深海生物竟然都進化出了這十八般武藝！

既然在這裏生存的生物都這麼艱難了，那麼我們的“奮鬥者號”是有什麼獨門秘笈能下潛到10909米深的“挑戰者深淵”並且開展正常的科考任務的呢？

在這裏就要提我們的深海探測功臣，超強度耐高壓-鈦合金板。

前面我們已經講到，在馬裏亞納海溝的萬米深淵中每平方米要承受一萬多噸的壓力，普通的鋼板或者合金鋼板早已不能勝任這個任務，那麼給“奮鬥者號”配備的只能是鈦合金板了。

“奮鬥者號”的載人艙采用了最新型的高強度鈦合金，在經過超高難度的真空冶煉，添加鎳、釩、铌等合金元素，真空澆築，軋制，切割，焊接，鉚接等一系列極其複雜的工序後，可以承受萬米水壓，並且重量極輕，可確保載人艙有足夠空間。可以說這套鈦合金的加工工藝世界上能掌握的國家屈指可數！

既然要做科考任務，那麼科考人員是怎麼采集海底的生物樣本的呢？總不能科考隊員“出艙”人工捕捉吧，那不得一出來就被壓扁成紙片了？

這個就要依靠我們“奮鬥者號”上靈活的機械手來完成科考采集任務了。首先這個不起眼的機械手臂可以進行360度的旋轉，操作精度可以精確到1cm，采集海底的動植物動作都能實現。並且它有強大的供電電池-深海鋰電池，它能夠在一萬五千米深度的海底穩定供電，確保“奮鬥者號”在深海持續作業6個小時。

最後咱們再來了解下“奮鬥者號”在這裏是如何和母船進行通信的，
因為電磁波在水下的衰減速度很快，所以在陸地上可以使用的無線電通信在這裏就沒有用武之地了。

試想一下在這深海沒有通信定位，黑漆漆一片，是不是潛航器就變成了雙眼一抹黑，雙耳失聰的狀態？還好咱們“奮鬥者號”搭載了先進的聲學通信系統，通過這套系統“奮鬥者號”可以接收母船工作人員的指令，傳輸數據，定位導航，測量海底深度，對海底進行三維掃描成像等等。可以說用了這套聲學通信系統，咱們的“奮鬥者號”就變成了“順風耳”和“透視眼”！

以上這些獨門秘笈可是確保“奮鬥者號”順利在馬裏亞納海溝的萬米深淵進行科考活動的有力保障，除此之外還有固體浮力材料、自動控制、推進器、液壓系統等10多項黑科技為這次深海下潛科考活動保駕護航。

可以說，2020年是我們中華民族偉大複興路上極不尋常的一年，從抗擊新冠肺炎的萬眾一心，到第三屆上海國際進口博覽會的順利召開，再到北鬥衛星全面組網服務全球，再到我國全面建成小康社會，實現第一個百年奮鬥目標，炎黃子孫必定會一步一個腳印實現中華民族偉大的複興！實現祖國的富強和人民的安康！

向那些奮鬥在祖國一線的可愛勞動人民致敬！

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2020庚子大變革之年，請諸君信科學，愛祖國，顧家庭，願幸福平安與朋友們同在！