最深的海底是马里亚纳海沟的斐查兹海渊,最深处为11034米。
马里亚纳海沟是太平洋板块往菲律宾板块下面俯冲形成的,整个俯冲体系全长约2800公里,呈南北走向,海沟的大部分水深在8000米以上。如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶将不能露出水面。不少的登山家成功地征服了珠穆朗玛峰,但探测深海却极其困难。
马里亚纳海沟最深处的地方达6~11千米,是已知的海洋最深处,这里水压高、完全黑暗、温度低、含氧量低,且食物资源匮乏,因此成为地球上环境最恶劣的区域之一。
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人类对于马里亚纳海沟的探索
1960年,人类第一次下潜到马里亚纳海沟底部;2012年,美国导演詹姆斯·卡梅隆独自驾驶载人潜水器到达马里亚纳海沟底部;2019年5月,美国探险家维克托·韦斯科沃在马里亚纳海沟打破人类最深潜水纪录,下潜深度10928米。
中国载人潜水器“蛟龙”号于2012年在马里亚纳海沟创造了作业类潜水器世界最大下潜深度7062米。中国科考船“探索一号”也多次在马里亚纳海沟进行深渊科学考察。
马里亚纳海沟虽然是地球最深处,但有研究显示,人类污染已经蔓延至此。中国科学院海洋研究所等单位科研人员在一项合作研究中发现,来自马里亚纳海沟的钩虾体内有人类核爆碳14信号,而维克托·韦斯科沃在马里亚纳海沟发现了塑料。
1.潜水人员所受的压力。
2.绝对压力=大气压+水压(一大气压=1公斤/平方公分)。
3.由于我们一出生就已经适应了大气压力,所以我们较注意的是水压。
4.计示压=绝对压-大气压。(计示压与绝对压之关系) 1.在一定的温度下,气体的体积与压力成反比..波以耳定律。
2.气体在水中体积的变化。(气球在水中体积的变化)
3.如果我们以水深每10公尺为一个间隔,对潜水员而言。压力变化最大是在最初的10公尺内。 1.物体放入水中,与该物体排出的水重相等的力。谓之浮力........阿基米德定理。
2.(物体)水中的重量=(物体)空气中的重量-浮力(排出的水重)。
水中视觉与听觉的变化
1.光线进入中后,会有折射现象。导致我们在水中见到的物体,看起来比实际上的体积大上1.25倍。
2.视觉上也会变近。视线距离会缩短为实际距离的3/4。
3.在水中声音传达速度,比在空气中快4.2倍。
4.声音来时,几乎是左右耳同时听见,所以很难分辨声音的方位。 1.一般潜水员潜到水深三公尺处,就会感受到耳朵疼痛,那是水压变大的因素。
2.一般的耳压平衡法是,从面罩上面捏住鼻子,使鼻孔阻塞,然后用力吹气,就能将空气惯入耳管。
3.潜水老手甚至只要做吞囗水的动作或左右摆动下颚,就能使耳压平衡。
4.作耳压平衡时,保持头部朝上较易实施。
5.每往下潜一个深度,就应立即作耳压平衡。尤其是在浅水处,作耳压平衡的次数应增多。 对于一些身家亿万美元的富豪来说,“上天入地”显然是极限探险的最高境界。现在,一些先行者已经开始打造深海潜水器,探秘海底世界。
作为深潜爱好者,美国著名导演詹姆斯·卡梅隆认为,深海中的生物造型十分类似他想象中的外层空间生物。和他一样热衷于为深潜提供资金支持的还有谷歌公司前总裁,身家几十亿美元的艾瑞克·斯密特。同时,价格在几十万美元左右的深水一日游也被一些公司看中。
不过,深潜不光是旅游,这项活动对于开发海洋也有所帮助。在被玛雅预言的神秘氛围笼罩着的2012年,潜入大洋深处,赴一场与异形生物的约会,一定会给人带来别样的体验。 富豪们开始玩深潜,是因为技术进步。人类在材料学、电池以及电子科技方面取得的进步,不仅降低了深海潜水的成本,也提高了潜水器的性能。除了有雄厚的经济实力作为后盾之外,富豪们也对探索未知世界有很强的欲望。“当我还是个孩子的时候,我不仅憧憬海洋探险,也喜欢太空探险。”卡梅隆说,“我无法想到还有什么比作为一名探险者的感觉更奇妙的了。”
尽管人类在技术方面已经取得很大进步,但面临的挑战仍然很大。深潜器最难建造的就是潜水舱,因为它必须足够厚、足够硬,以便能承载住强大的水压;同时,它还必须通透,让潜水员有足够的视角来观察海底。为此,设计师不仅要采用传统的钢板材料,还要采用一些抗压玻璃。
早在1960年,美国海军的深潜器就曾经下潜到海面10000米以下。但潜水器的一个窗户在下潜的时候破裂,而且潜水器在接触海底时激起大量水泡,妨碍了潜水员的视野,因此他们只待了20多分钟就匆匆返回。此后,人类基本上没有再进行过载人深潜活动。
至于在一些比较浅的海域,各种深潜活动不在少数。自1985年在北大西洋海底发现泰坦尼克号的残骸之后,有数百名探险者、游客甚至是**导演,都到过这片深度大约2英里的海域。 现如今,人类重新燃起了对海底最深处进行载人深潜的兴趣。继巨资打造飞行器后,英国维珍公司创始人理查德·布兰森又将资金投入私人潜水器制造领域,实现人类探索地球最深处的梦想,比如深度超过11000米的西太平洋马里亚纳海沟。这里被称为人类的禁区,没有阳光照射,水温常年在零摄氏度左右。
去年上半年,由布兰森打造的维珍海洋潜水艇在美国加州纽波特湾首次亮相。这款潜水器大约有18英尺长,有点像一架蓝白色的飞机,潜水器和母船的造价一共是1700万美元。
据维珍银河公司介绍,维珍海洋潜水艇可以在海洋环境中“飞行”,将玩家带到任意深度的海洋之中。从设计方案来看,这种准载一人的潜水艇可以运行于11100米左右的深层海底,实现24小时无援助下潜。完全下潜后,潜艇能够在海底“飞行”10公里以上。维珍公司的另一个“深潜利器”,名叫“崔坦”(以古希腊神话中海神波塞冬的儿子命名)。崔坦号有8英尺长,由碳纤维和钛金属打造而成,可以航行62公里,同样可以24小时无援助下潜。目前,崔坦号能够接近泰坦尼克号沉没的海底,对这艘船进行近距离观察。
好莱坞导演卡梅隆的活动基地在澳大利亚。5年前他就组织团队,并着手建造一艘体积较小的潜水器,潜水员舱仅能容纳一人。这艘造价在700万美元~800万美元的潜水器,预计在今年初进行下潜测试。今年夏天,卡梅隆还计划下潜到西太平洋海底。不过,他否认了此举是为了拍摄海洋版的《阿凡达》续集。
此外,位于美国佛罗里达州的特里顿潜艇公司此前也曾宣布,其准备打造的深潜器,能够将3名潜水员带入万米以下的海洋深处,并且潜水窗将完全采用玻璃材质的材料,可以像翻盖一样打开。
“玻璃看起来似乎很脆弱,不过它也可以变得很强大。”该公司的首席执行官布鲁斯·琼斯说。他还提到有两名身家亿万美元的富豪正在和公司接触,希望能够购买这样一台潜水器,每台的造价在1500万美元左右。
这家公司称,到万米海底旅游一次的费用是25万美元。琼斯还表示,这艘潜水器的下潜速度很快,7英里深度的下潜时间只要两小时,因此玩家在海底会有几个小时的时间进行探险。 除了上述“深潜利器”,借助个人潜水装备,资深潜水玩家也能感受海洋深潜的魅力。
伸手不见五指的海底到底有什么好看的?对此,资深潜水玩家和专业潜水员会告诉你,危险总是与奇观并存的。“悬浮在这个没有重力的奇诡世界中,你就像一只鸟儿飞翔在空中一样。”
如果你刚好是一位喜欢在海底自由漫步的深潜玩家,一定不能错过著名的潜水圣地Dubbed Silfra。在这里玩家可以体验到让人最震撼的另类深潜方式Dubbed Silfra位于冰岛的辛格维尔国家公园(Thingvellir),夹在北美洲板块与欧洲板块中间。由于水温低,以及冰川融水被火山岩层层过滤,因此这里没有珊瑚和热带鱼,但目之所及都是鲜绿色的海草,并可以看到几百米以外的景色。如果没有升空的气泡,你一定以为自己是在太空漫步。并且即使没有阳光,这里的水底仍出奇得色彩鲜明。
对于想要挑战深潜的玩家来说,积累潜水公里数是必不可少的,也就是在泳池、浅水区、陆地上反复地进行练习,直至充分掌握所有仪器的操作方式和技巧。在深不可测的海底,充分的准备可以有效地克服恐惧,而经验和信心也许能让你逃过一劫。
事实上深潜活动不只是有钱人玩的昂贵游戏。曾乘坐美国海军的潜水器潜入万米深的海底的海洋学家堂·沃什说:“它会让我们知道我们对海洋的了解是多么少。”
高峰是个地地道道的北京汉子,一个从血液里就带着玩家二字的男人,在采访时他轻描淡写地说:“最近比较无聊,还是去把我的潜水证再考一个星吧。”这个教练对于潜水的专业程度,已经可以不用星级来评定了。当然后来他告诉我,星级不仅是顾客选择教练的依据,也可以测试自己在整个业界的专业水准。我在一旁故做若无其事状,其实刚刚知道潜水这项运动还要考证。为了让自己不再老土,立刻准备行头跟他潜次水。
我一直以水性好为自我麻醉,不过这次潜水的经历把我的这个理由彻底推翻。首先便是学习安全知识。看起来很玩世不恭的高峰,突然非常认真地传授水下的基本手势:up,down,ok, 不舒服。还有简单的平衡压力的办法;同时他还告诫我:潜水前,一定要检查自己的装备。尤其是这几块看着很破的铅块,在水下调整它们非常麻烦,所以在地面上就要确保无误。除此之外还要检查空气瓶的压力和通气情况。我被要求必须背上青柠檬色的气瓶,这样才能保证他们在发现本人不行了之后,能很快找到位置。
接着是穿上潜水服,背上空气瓶,口含呼吸器,用上下左右四颗牙咬住,嘴唇O形包住,眼睛鼻子被封起来,埋下头练习用嘴呼吸。感觉极不舒服,我几秒钟就抬起头来。“你在想用鼻子呼吸了。我们潜水鼻子是封起来的,要习惯用嘴呼吸。然后开始跟着教练下水。这才发现,其实水下还是很恐怖的,尽管平时游泳的时候,总是敢于潜水到三四米,而潜水需要大胆的吸气,看着周围都是水,很怕管子会破,海水涌进来。教练也没有给什么适应的时间,马上开始让练习一些高难动作,什么把氧气管扔了,捡回来,扔嘴里,再把水排出,继续吸气;最讨厌的是把眼镜里面灌上水,用鼻子把水排出,难度很大,稍不注意就灌水进鼻子,这个动作切勿模仿。后来还演练缺氧怎么办,氧气管关不上怎么办,把氧气瓶和潜水服脱了又在水里穿上,难度是,你看不见自己;最后发现自己用脚蹼用得很滥,不会自由地控制平衡,也不能自由地在水中摆腿,决定好好学习自由泳;最后不知道是紧张还是确实很冷,决定申请出水… …
据史料记载,古代希腊的潜水员,不使用任何呼吸器具,能够在浅水区潜水4~5分钟,到了1300年到1400年,人们再度开发海洋时,已经有了能在深海里呼吸的装置。
最早研究这种装置的达文西是欧洲文艺复兴时代(1300~1500年)最优秀的人物之一。他所设计的水中装置,是一种装在头上能抵抗水压的头盔,盔上装有可伸出海面与浮标相连的呼吸管,并戴上玻璃潜水眼罩,而且在金属头盔上钉上许多大铁钉,以避免海中动物的侵袭。
达文西还设计了有蹼的手套和蛙鞋,但他没有实际试验过自己发明的器具,否则他将会发现许多意想不到的缺点。戴上达文西呼吸管的潜水员,潜至不超过5尺处,一定会窒息而死,因为在那个深度,胸部所受的压力使得肺不能充分扩张,以致无法吸收空气。
又过了100多年后,艾德蒙·哈利发明了在钟里输送压缩空气的方法。他发现,如果潜水员所呼吸的空气与他周围的水压相等的话,他的胸部就不会受水压的影响,并能正常呼吸。哈利就以这观点作为制作潜水钟的原理。潜水钟由钢铁制成,但无底部,钟下可容纳1个或2个潜水夫。潜水钟深人海里时,水的重量会将钟内的空气压缩,潜水夫就能在钟内暂时地吸些空气。
但是这种潜水钟也有缺陷:假若钟的高度有10尺,在深627尺处,钟的内部空气只有15公分,潜水员在里面无法自由活动。为解决空间问题,哈利再度研究发现,如果能从海面上不断传送与水相等压力的空气,那么内部的水面便不会上升。他用两只软管装在潜水钟上,空气因水的压力透过管子进入钟内,潜水员只要打开栓盖,便能获取所需要的空气。
哈利通过自己的亲自实验,不断改变浅水钟里不理想的地方,如钟内的坐椅,妨碍潜水员的视野,于是哈利想办法使潜水员能呼吸戴在自己头上的独立小钟内的空气,这样,他发明了潜水服。
人体肺部受到强力水压时,无法呼吸普通空气,因此,初期的潜水服设计家们,着重研究在危险的压力下如何保护潜水人员的问题。他们开始研究制作铁制甲胄般的潜水服。
1829年,奥古斯都·希普发明了一种潜水服,这是现代附帽潜水服的原形。1837年完成了制造完全的潜水服,这是能够自由拆除钢盔的橡皮制不透水潜水服,钢盔上装有空气的进出口,由协助人员在甲板上以打气筒供给压缩空气。由于希普的发明,使得潜水员可以潜至300尺深处。第一位利用希普的装置探险海底的是科学家亨利·米伦·爱德华,他是法国的动物学家,1844年,在西西里外海潜水,采撷栖息于地中海的生物标本,亨利多次从事这项工作。潜水服的发明虽大大便利了科学家对海洋的研究,可是初期的潜水服因存在种种不理想的地方,仿效他从事潜水探险的科学家却寥寥无几。
到了公元1865年,法国采矿技师布诺瓦·鲁魁洛尔和一位海军士官奥邱斯特·杜涅鲁斯,设计了能让潜水员自由活动的装置。他们将装满压缩空气的金属罐子,安装于潜水者的背部,其上装了两个调节活门,其中一个活门是送出空气,另一个调节活门将潜水员呼出的空气排出。
这项发明已几近完美,可是因为当时无法制造能耐深海水压的金属罐子,所以鲁魁洛尔和杜涅鲁斯只好仍使用原来的装置,以长长的管子输送空气。完全脱离输送管的潜水,到1943年才研制成功。
在研究潜水服的同时,适用于深海作业的潜水艇也在研制之中。有人认为达文西也有研制海中军舰的蓝图,只是他严守这项计划的秘密,他曾记载:“因为人心存有太多的邪恶,如果让人们知道海中航行的秘密,他们一定会毫不犹豫地使用海中航行船只,在深海里播下杀人的种子。”
历史无情地验证了他的忧虑。1776年,大卫·布修尼尔发明的潜水艇便用于美国独立战争。这艘达托鲁号,状似海龟,是由一个人用手转动曲柄,使两个螺旋桨(一只使船前后移动,另一只是使船上下移动)转动而航行的。布修尼尔为使驾船者能在敌人船身上装上火药而设计此艇,达托鲁号虽然使用爆破装置攻击在纽约港的英国舰艇,可是并没有成功。
后来美国技师罗伯特·福尔顿将达托鲁号的设计进行了改良,于1800年,创造了两艘潜水艇——诺蒂拉斯号和缨德号;福尔顿相信,潜水艇有助于结束海战或海盗行为,可是他的两只潜水艇,均未被用于战争。1930年以前,没有人能够深入600尺以上的海里,但就在这一年,人类终于突破这个深海的无人地带。这是由于新型船只的发展所致,也由于这些船只的更新,使得鸟类学家威廉·毕比转向海洋生物学的研究。毕比长期详细的探究海洋深部,他的目的是要探查栖息的海洋生物。为达到这个目的,他数百次地潜入海中。虽然他穿着安全的附帽潜水服,但仍受深度的限制。用钢绳潜入海地岛水域下63尺深海底。透过头盔玻璃眼罩,他看到了许多珍贵而且色彩丰富的鱼类及海洋生物,这些海中珍物在他眼里,自由自在地游动着。
毕比在《海中下降半里》一书中如此写着:“当我向下看时,看见了像火星、金星世界般的未知——珍贵丰富的生物,这使我感觉到,漫游于海中的愿望将要实现了。”
毕比想更深一步地下潜,但当时的潜水器阻碍了他的行动。克服这种障碍,势必平均1平方公分能耐40公斤压力,而且能装载1人的宽壁乘坐物。
为了完成这个构想,华比决心邀请曾经做过深海探险的钢球技师政提斯·巴顿和设计师约翰·H·J·巴德人协助。在三个人共同努力下,重新制作装备,毕比将新的装置取名为“深海潜水球”。
“深海潜水球”直径l‘45米,球壁厚3公分。每平方厘米能耐105.5公斤以上的压力——与海面下3400深度压力相等,而且相当坚固。船体重达2450公斤;它与军事用潜水艇不同,潜水球上装有圆形的窗户,窗厚76公分,以溶解的石英做成玻璃.石英是人类所知物质中最坚硬的透明体,它能反射任何波长的光,每一个窗户直径20.3公分;深海潜水球内备有氧气筒可自动供给氧气,乘员身上散发出来的湿气,会被装在盘里的氯化钙吸收,而盘内的碱石灰(氧化钙与氢氧化钠混合剂)能吸收迷漫于室内的二氧化碳。
另外还有一根管子,连接深海潜水球和海上的母船,管内的电缆能供给发动电力机械与探照灯所需的动力,同时为了毕比进入深海时,能详细地记事,还装上电话线。最后,深海潜水球被粗2.2公分、长10.6公里的钢铁制电缆线吊入海里。
1、如果是初次潜水、或者初次到深海潜水,必须有经验丰富的潜水者陪同指导。
2、出发前仔细检查装备,特别是计时表计等。
3、下潜和上浮都要循序渐进,切记急速。因为你的身体要适应压力变化
4、一切意外情况要有预案,例如 海洋信息,温度、防鲨、防有害生物
中国研制深海载人潜水器始于1986年。
1986年,中国第一艘载人潜水器——7103救生艇研制成功。它下潜深度达到300米,一次可救助22名艇员。它的研制成功,使我国在那个年代援潜救生水平跃居世界先进水平行列。
2010年7月,中国第一台自主设计和集成研制的载人潜水器“蛟龙”号下潜深度达到了3759米,中国成为继美、法、俄、日之后,世界上第五个掌握3500米大深度载人深潜技术的国家。
2016年6月,“蛟龙”号7000米级载人潜水器完成了它的终极挑战,最终将纪录保持在了7062米。我国第二代载人潜水器“深海勇士”号,从研制立项到海试交付只用了短短8年,且国产化程度更高,实用性更强。
2020年2月,“奋斗者”号按计划完成了总装和陆上联调,3月开展水池试验。“奋斗者”号载人潜水器融合了之前两代深潜装备的优良血统,不仅采用了安全稳定、动力强劲的能源系统,还拥有更加先进的控制系统和定位系统,以及更加耐压的载人球舱和浮力材料。
关于深海潜水器的国际地位
2011年7月26日,中国研制的深海载人潜水器蛟龙号成功潜至海面以下5057米,这标志着中国已经进入载人深潜技术的全球先进国家之列。
“蛟龙”号本次海试共进行了5次下潜,下潜深度分别为:4027米、5057米、5188米、5184米和5180米。期间获得了大量的视像资料和近底微地形地貌测量数据,检验了潜水器在大深度环境下的各项功能指标与作业性能。
在中国之前,世界上只有日本、法国、俄罗斯、美国拥有深海载人潜水器。但是日本、法国、俄罗斯这3个国家的载人潜水器最大工作深度均未超过6500米,经常下潜深度在5000米以内。 唯有美国“的里雅斯特”号在1960年1月23日下潜深度达10916米(近11公里)
能够下到万米深海的载人潜水器是中国和美国。
1、美国
1960年美国海军“的里雅斯特”号深潜器创造了潜入海沟10916米的世界记录。
2012年3月,美国好莱坞著名导演詹姆斯-卡梅隆独自乘坐潜艇“深海挑战者”号,下潜近11千米,探底西太平洋马里亚纳海沟。
2、中国
截至2020年11月16日,“奋斗者”号共开展了12次下潜,其中7次下潜超过10000米,于10月27日首次突破万米,于11月10日创造了10909米的中国载人深潜新纪录。
扩展资料:
“奋斗者”号全海深载人潜水器是“十三五”国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项的核心研制任务。
围绕全海深载人潜水器攻关的总体目标,科技部设立19个项目、投入中央财政经费767亿元,组织中国船舶集团第七〇二研究所、中科院深海科学与工程研究所等20家科研院所、13家高校、60余家企业的近千名科研人员开展关键核心技术攻关。
由中国船舶集团第七〇二研究所牵头负责“奋斗者”号的总体设计和集成建造,中科院深海科学与工程研究所作为业主单位牵头开展海试。
参考资料来源:百度百科-马里亚纳海沟
人民网-“奋斗者”号全海深载人潜水器顺利完成万米深潜试验
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