“挑戰(zhàn)者”號： 探索地球最后的未知之境

綠衣

? ? 2012年3月25日，美國，著名導演詹姆斬·卡梅隆乘坐名為“深海挑戰(zhàn)者”號的潛艇，準備下潛到馬里亞納海溝的深海處。

在19世紀中葉以前，地球上的主要大 陸和大多數(shù)較小陸塊，都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)， 海岸線也受到相當程度的調(diào)查，南 極、北極、澳洲大陸和西北航線都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)， 但人們對于這些航線下的大海，尤其是深度超 過幾十米的深海仍然是一無所知。人們不知道 海底有什么生物，是什么樣的地形，甚至不知 道海水的溫度是多少，很多人認為深海漆黑、 高壓而又嚴寒，應(yīng)該是毫無生氣的地方，然而 1850年-1860年，許多因素綜合起來的結(jié)果， 一改人們從前的認識。

首先，在大陸之間裝設(shè)水線電報與高壓電 纜的技術(shù)逐漸發(fā)展，導致人們必須對深海海床 的地形與特質(zhì)有準確的了解，其次，早期深海 捕魚所捕獲的一些魚類，讓人們認識到深海沒 有生命的看法可能是錯誤的。一位達爾文的追 隨者，根據(jù)剛出版的《物種起源》及新捕撈到 的魚類，聲稱深海應(yīng)該有更多的生物。

這些商業(yè)上和科學上的動因激勵著深海考 察的誕生，1872年12月21日，一艘被命名 為“挑戰(zhàn)者”號的皇家海軍小型護衛(wèi)隊，從樸 茨茅斯出發(fā)，展開了一趟為期三年半的科學考 察，這趟旅程成為有史以來最著名的深海探險， 人們通常認為，正是這趟考察，奠定了海洋學 誕生的基礎(chǔ)。因為在此之前，沒有任何國家曾 經(jīng)派遣以研究深海物理、化學、地質(zhì)與生物為 明確目的的大型探險隊，英國財政部在此任務(wù) 上花費了20萬英鎊（價值超過今天1千萬英 鎊），以前從來沒有如此巨資花費在任何一個 科研項目上。

出發(fā)

這趟航程最初是兩位平民科學家的主 意一一倫敦大學的威廉·本杰明·卡彭特，另 一位是愛丁堡大學自然史教授查爾斯·威維 爾·湯姆森，1868年-1869年，后者在英國 海軍資助下在英國海岸沿線進行探險，在4427 米的水下發(fā)現(xiàn)生物。當時英國科學界流行愛德 華·福布斯的觀點，認為深海中沒有生物，然 而湯姆森的報告《海洋的深度》（1873年）卻 闡述了與之針鋒相對的觀點。報告也消除了人 們的錯誤認知一一以為深海到處充滿溫度為4 攝氏度的海水，他們發(fā)現(xiàn)靠近海底的水溫可能 大幅度降低或者升高。

“挑戰(zhàn)者”號的船員們正在檢查一只探測網(wǎng)中捕獲的動物標本。

卡彭特和湯姆森認為，需要帶著合適的裝 備進行全球探險，以調(diào)查深海這個地球上最后 一個未知之境，他們透過皇家學會向皇家海軍 提出這個大膽的提議，獲得肯定。

這個提議提出的時間，正是大英帝國最強 盛之時，大不列顛此時正是海上霸主，皇家海 軍里不少人都認為，英國必須在任何創(chuàng)新的海 事活動上領(lǐng)導世界，而且雖然皇家海軍水文局 在數(shù)十年以來，一直是世界上最優(yōu)秀的調(diào)查與 圖表制作機構(gòu)，它對深海卻不太了解，水線電 報公司針對深海海床提出的一系列問題它都無 法回答。于是，一切天時地利，只待開啟。

在18個月之內(nèi)，皇家海軍便做好一切準備： 選好艦船并進行翻修，在船上安置了一個為該 計劃量身定做的實驗室，并且為這個大型研究 計劃提供了最先進的設(shè)備一一甚至包括一團長 度超過400公里的繩索。

“挑戰(zhàn)者”號的船長是經(jīng)驗老到的勘測員 喬治·斯特朗·內(nèi)斯爾，大約有250名船員， 非軍方編制的六位科學人員是以湯姆森為首的 科學家們，當時卡彭特已經(jīng)58歲了，沒有直接 加入考察隊。另外幾名科學家包括來自蘇格蘭 的化學家約翰·揚·布坎南、英國人亨利·諾 蒂奇·莫斯利、加拿大蘇格蘭后裔約翰·默里 與德國人魯?shù)婪颉ゑT·威里莫斯一蘇姆，以及 瑞士畫家讓一雅克·懷爾德。這種多國籍，多 專業(yè)的綜合背景剛好適合覆蓋領(lǐng)域?qū)拸V的海洋 學，國際合作也自此成為這個學科的特色之一。

開創(chuàng)

在英國皇家學會的支持下，湯姆森率領(lǐng)“挑 戰(zhàn)者”號于1872年12月啟航，出發(fā)后，調(diào)查 團隊在短暫適應(yīng)期內(nèi)檢查了取樣技術(shù)，并且在 里斯本和特內(nèi)里費島稍事停留，工作于1873 年2月15日在加納利群島南方64公里，深度 3500米處正式展開，挑戰(zhàn)者號人員在這里設(shè)置 了第一個正式觀測站。

在離開加納利群島之后，“挑戰(zhàn)者”號先 后訪問太平洋、大西洋、印度洋和南極海域， 建立了數(shù)百個站位，并進行了測深、測溫、采 水、取樣、拖網(wǎng)等種種監(jiān)測和考察，采集到大 量海洋生物標本、地質(zhì)標本以及海水樣品。盡 管“挑戰(zhàn)者”號設(shè)備先進，裝有連接著雙葉螺 旋槳的400馬力燃煤蒸汽引擎，但因為盡可能 希望多點停留，以進行考察，“挑戰(zhàn)者”號大 多還是依賴揚帆遠航的方式，在整個計劃期間， 它花了很長時間在港灣逗留，其中包括北美洲、 南美洲、南非、澳洲、新西蘭、中國香港島、 日本等地，以及一系列大西洋和太平洋的島嶼， 科學家和考察人員得以上岸考察，每次上岸時， 船員和科學家就會進行大量動植物和人類學采 集。

去往各個不同的大陸和島嶼，他們見到了 各種各樣不同的地方的人，從葡萄牙國王、日 本天皇到斐濟食人族等各種各樣的人物，官方 隨船畫家讓一雅克·懷爾德把所見所聞一一畫 下來，還有一些事件則是用更新穎的照相技術(shù) 記錄下來的。這次航海采集到很多深海珍奇動 物標本，包括夏威夷群島北方海域5500米以 下的動物，也測得太平洋馬里亞納海溝的深度 數(shù)據(jù)（此次測繪數(shù)據(jù)為8180米）。

為了給英女王慶祝生日，“挑戰(zhàn)者”號正 式結(jié)束航程回到英國。四年的考察中，“挑戰(zhàn) 者”號已經(jīng)走遍了印度洋以外的所有大洋，設(shè) 立了無數(shù)觀測站，收獲頗豐，在海洋生物方面， 發(fā)現(xiàn)4400多個新種，提供了從表層到海底的 海洋動物學標本;在海洋地質(zhì)方面，重要成果 是發(fā)現(xiàn)了深海軟泥和紅粘土，并采集到了礦物 資源錳結(jié)核;在海洋物理方面，除了調(diào)查海流 和氣象外，主要成就包括：根據(jù)地磁測定的結(jié) 果，掌握了航海羅盤儀的偏差;繪制了等深線 圖;發(fā)現(xiàn)180多米以下的水溫受季節(jié)影響不大， 溫度變化極小;認為大洋底的水溫在大范圍內(nèi) 基本相同，但在不同的海區(qū)也顯示出特定的值; 確定了一些島嶼的準確的位置。

此次行程中，“挑戰(zhàn)者”號共航行12萬多 公里。航行距離達到68890海里?？疾旖Y(jié)束后， 幾十位科學家潛心研究了20多年才完成所有 考察報告的編寫，共計50卷、29500多頁， 為海洋學的建立奠定了堅實的基礎(chǔ)。所以此后 的海洋考察史中，均認為“挑戰(zhàn)者”號考察開 創(chuàng)了海洋綜合調(diào)杏的時代。

探險隊帶回的裝有拍攝底片的其中—只盒子。

成果

在“挑戰(zhàn)者”號航游各大洋的航程期間， 各式各樣的材料從百慕大、哈利法克斯、開普 敦、悉尼、日本等地送回英國，湯姆森在科學 簡報中寫道：“當我們終于在希爾內(nèi)斯清空船 艙貨物并進行清點后才發(fā)現(xiàn)，它們總共有530 箱，其中包括2270個大型玻璃罐、1749件用 塞子塞好的較小玻璃瓶、1860個試管和176 個錫罐，都裝滿了用酒精保存的標本……另外 還有180個裝有干標本的錫盒，以及22個用 濃鹽水保存標本的酒桶?！?/p>

“挑戰(zhàn)者”號的主要任務(wù)，是在它航行海 上的713天完成，在航程中，每過一段時曰， 它就會在12個正式觀測站中的一個停留勘測， 每次停留時.工作人員會先測量水深并對海底 沉積物進行采樣，然后針對表層、接近海底以 及不同深度的水層進行水溫測量，并且采樣以 便稍后進行化學分析，最后再以打撈或海底拖 網(wǎng)的方式進行生物采樣，也常常使用浮游生物 網(wǎng)搜集中層水域至水深約1500米水層的動物。 每次生物采樣的成果，都必須小心整理，保存、 裝瓶、上標簽、儲存并詳細記錄。

1872年12月-1876 年5月，“挑戰(zhàn)者”號探 險隊的航行路線。

1874年，“挑 戰(zhàn)者”號。

1874年，“挑 戰(zhàn)者”號上的科學家們及 部分船員的合影。

“挑戰(zhàn)者”號的工作方式并不是最新穎的， 這種嚴格的考察方式過去的船隊偶爾也會使用， “挑戰(zhàn)者”號的重要意義在于其密集的觀察、 航程遍及全球以及對深水層的重點觀測。她最 深的探測深度幾乎達到8200米（在太平洋西 南部），打破了當時探測海洋的深度記錄，被 稱為“挑戰(zhàn)者深淵”，“挑戰(zhàn)者”號在深度超 過4500米處也進行了25次成功的捕撈，最深 捕撈記錄為5700米，這是史無前例的。

“挑戰(zhàn)者”號最終做出的研究報告極其精 彩，這些報告中包括了無數(shù)圖像，其中有許多 照片以及懷爾德手繪的水彩畫?！疤魬?zhàn)者”號 是第一支使用照相技術(shù)的探險隊，由于當時照 相技術(shù)還在發(fā)展初期，需要較長時間曝光，因 此不適合拿來拍攝動態(tài)照片，比如科學家或者 船員在船上工作的情景，不過它在處理個人照、 團體照與遠景時仍然是個非常好的工具。探險 隊的正式命令上就有這么一條：“把握每一個 機會拍攝各地土著的照片。”因此該航程拍攝 的照片成為19世紀末人文地理風情的重要記 錄，其中甚至包括可能是歷史上第一張南極冰 山的照片。在英國倫敦自然博物館，幾乎每天 都有來自各國研究室的客座科學家仔細研究這 些報告中提到的精美標本收藏。

后續(xù)

雖然，“挑戰(zhàn)者”號在接下來的幾十年中， 讓許多海洋科學家推崇備至，但英國政府并未 繼續(xù)支持接下來的海洋學研究，或許因為這樣 的海上考察實在耗資太過巨大。但之后，激起 了各國海洋考察的熱潮，19世紀最后20年， 美國、德國、挪威、瑞典、法國、意大利和摩 納哥都曾派出大型海洋考察隊，繼續(xù)推進著“挑 戰(zhàn)者”號開創(chuàng)的海洋學之道，比如德國“羚羊” 號（1874-1876）、俄國“勇士”號（1886-1889） 進行了環(huán)球考察，奧地利“極地”號（1890- 1898）在紅海和地中?？疾?，美國“布萊克” 號在加勒比?？疾欤?877-1886）。

從20世紀初期到中期，海洋探險進入了 一個新階段，1902年，國際海洋考察理事會 （ICES）的成立。德國“流星”號、瑞典“信 天翁”號、丹麥“鎧甲蝦”號和蘇聯(lián)“勇士” 號出?？疾斓鹊龋捎诂F(xiàn)代科技的發(fā)展，各種 電子技術(shù)和近代科學方法得以采用，極大地促 進了海洋調(diào)查的深入和發(fā)展，至此，“海洋學” 成為一門獨立的科學，其標志是考察挪威海洋 學家斯韋爾德魯普與人聯(lián)合編寫的名著《海洋》 的問世。

自“挑戰(zhàn)者”號開始，人類對深海的了解 越來越多，越來越豐富，直至2012年，好萊 塢著名導演詹姆斯·卡梅隆駕駛單人深潛器成 功下潛至地球海洋的最深處一一馬里亞納海溝 底部，這舉動堪比人類登月，《國家地理》雜 志將其稱之為“人類對深海探索的又一轉(zhuǎn)折 點”?；蛟S，為了紀念當年的“挑戰(zhàn)者”號， 這艘高7.3米、重12噸，由澳大利亞制造的載 人潛水器被命名為“深海挑戰(zhàn)者”號，繼承著 此前“挑戰(zhàn)者號”的光榮和夢想。