深海探秘：（一）海洋有多深？

這是輕鬆科普的第25篇文章

一百多年前，儒勒·凡爾納創作了《海底兩萬里》，這部科幻小說一經問世，便吸引了一代又一代的粉絲，堪稱經典中的經典。凡爾納用藝術又不失科學性的語言描繪了一個充滿了神奇、瑰麗和兇險的海洋世界，滿足了自古以來人類對海洋的種種想像，尤其是對無法輕易涉足的海底。

科幻小說《海底兩萬里》封面

（圖片源自網路）

海洋到底有多深？我想自從人類看到大海，就會自然地冒出這個問題，而且在很長的一段歷史時間裡，在沒有更好的工具和技術輔助之前，這是一個無法解開的謎。儘管現在小學生都已經學習了地球的兩大標誌的知識：最高的珠穆朗瑪峰和最深的馬里亞納海溝，更進一步還能說出具體的高度8844米和深度11000米。然而，你是否知道像馬里亞納海溝這樣的深度是怎麼測量出來的呢？

1

纜繩測量系統

在早期對海洋的探索過程中，採用的大都是傳統的纜繩測量法。使用一根長達幾千米甚至上萬米的操縱繩，並且在繩子上每隔一段距離標記一次，在操縱繩子下放到海底的過程中，記錄相鄰兩個標記處的時間間隔，當這個時間間隔明顯增長的時候，就意味著繩子已經到達了海底。從18世紀第一次在北冰洋記錄到超過1000米的海深開始，使用這種方法，不斷有更深的記錄被刷新，開啟了人類探索深海的新時代。在19世紀中期，查理斯·威利·湯姆森帶領英國皇家海軍艦艇「挑戰者」號，開始了第一次全球海洋考察行動，在艦艇上裝備了長達291km的探測操縱繩，在此次考察中，意外錄得了8000多米的深度，就在馬里亞納群島的附近，標誌著人類首次發現海洋的超深區域。而且，利用這種古老的方法，早在19世紀末，科學家就已經通過不同海域的深度記錄推測了海洋的平均深度，儘管這種方法的誤差較大，但足夠讓人類第一次勾勒出了海洋的三維圖。

用纜繩測量海洋深度

（圖片源自網路）

2

回聲探測系統

20世紀初，科學家開始使用回聲探測技術來測量海洋的深度。這種方法，是通過從船上扔出一塊半磅重的三硝基甲苯(TNT)炸彈來製造聲源，然後在船上通過放大接收器接收回聲，通過時間的長短和聲音傳播的速度來計算海洋的深度。這種方法被廣泛應用在測量各個海溝的深度，從而最終在20世紀50年代發現了目前地球上的最深點：馬里亞納海溝的挑戰者深淵，深度接近11000米。

用回聲系統測量海洋深度

（圖片源自網路）

3

現代聲學系統

隨著技術的發展，艦載聲學系統能夠精準且高效地測量海洋的深度，並且具有更高的精度和重複性。大量的海底探測數據被不同的研究所獲得，因此，科研人員可以繪製出高解析度的海底三維圖像。海底並不是平坦的，也不是像鍋底那樣呈凹陷的圓形，而是如同陸地一樣，由各種複雜的地貌組成，有隆起的山脊，有狹長的溝壑，也有海底平原。每一種地貌，都有其獨特的成因，也因此形成了截然不同的生態環境，孕育了形態各異的海洋生物。

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