2023-12-02 00:46:28
2026 年,由六名训练有素的潜水员组成的船员将被部署到一个新的海洋栖息地系统 - 开启人类在水下持续存在的时代。
一根电缆从地表消失,一直延伸到深渊。海水清澈见底,但在水下仅 20m处,即使灯亮着,连接到该电缆的遥控潜水器 (ROV) 也超出了我们的视野范围。从那么深的地方往上看会是什么样子?那么深度的 10 倍呢?大多数冒险到那么远的人只能短暂地瞥见那些深处的生活是什么样的。但如果你能在那里呆几天呢?
“海底栖息地”的制造工作已经开始,计划于 2026 年 11 月 3 日向其新推出的 海洋栖息地系统部署六名训练有素的船员。希望这将开启人类在水下持续存在的时代,这一雄心壮志将反映在外太空已经取得的成就。该技术将使人们能够在深达 200m的深处生活长达 28 天,彻底改变科学家观察、监测和了解海洋的方式。
采石场位于森林的边缘,坐落在林木线和冲积平原之间,冲积平原一直延伸至塞文河。周围是 70m 高的悬崖,没有风。在这个秘密飞地中,有一个亮蓝色的水池沉入 80 m深处。正是在这里,站在浮桥上,深海团队正在进行救援程序练习。我们从屏幕上观看 ROV,它的操纵器将钩子连接到模拟潜水器上,将其绞到水面。
“进行呼吸练习,深呼吸,然后屏住呼吸,”你已经排出了所有多余的二氧化碳,这反过来又刺激了呼吸的需要。但是,你体内有大量的氧气,所以你实际上不需要呼吸六到七分钟。通过特定的呼吸训练,我们可以重新编程我们的心理生理过程,使我们能够调节自己的神经系统。(练习这些技术时应格外小心,否则可能会导致严重的风险。)
当你潜入水中时,你的身体自然会产生这种潜水反射。它会关闭周围循环系统以提高效率,将含氧血液带到您的中央系统 - 并让您屏住呼吸的时间更长一些。”潜水反应是所有哺乳动物(包括人类)浸入水中时都会发生的反应,它限制了不必要的氧气消耗。所以,我们确实有这种在水中的适应能力。
有证据表明人类可以变得更加“水生”。以海洋游牧民族为例,他们的脾脏经过基因改造,使他们能够自由潜水到 70m的深度,每次长达 13 分钟。人类有一种与生俱来的动力去克服我们的自然极限——像鸟一样飞翔,到达外太空。现在,人类能否学会在海洋深处生活?
人类生活在水下的想法并不新鲜。20世纪60年代,海洋探险家建造了一座水下村庄。其他项目也随之而来,但迄今为止还没有一个项目导致人类在海底持续存在。
海洋是地球上最大的环境。了解那里正在发生的变化非常重要,因为它影响着我们星球上的一切,每个人的生活。
在表面,表层——或“阳光区”——被阳光加热。其温度随季节和纬度变化,从北极附近的 28°F (-2°C) 到波斯湾的 97°F (36°C),并且不断受到风的搅动。在 200m深度处,水温迅速下降。在暮色地带的昏暗光线下,鱼儿用大眼睛朝上注视着上方的剪影,而生物发光生物则像幽灵一样发光。
当你潜得更深时,光线会被水吸收。这种情况会随着颜色的变化而发生。
红色首先消失。如果你在 20m的深度潜水,手指上有一个小伤口,比如触摸岩石,血就会像黑烟一样喷出来。再往下潜,就会出现绿烟。当你走的时候在更深的地方,你会经历光谱中的所有颜色。最终,在真正的深海中,你只剩下深蓝色、靛蓝和紫罗兰色。
该位置位于大约 200m以下。这个暮色区的边缘对于大多数潜水员来说太深,但又太浅,无法证明商业深水设备的成本是合理的。所以,这是一个尚未得到充分研究的水域,在那里发现东西的潜力是巨大的。
如果能够下降到 200 m,就可以进入整个表层带,这是阳光照射到海洋的最深点,据估计,90% 的海洋生物都在这里发现。
逐渐进入越来越深的水域,无论是在海洋、洞穴还是矿井中,为了看到人类以前从未见过的东西,在没有光照射过的地方。
海底漆黑、广阔、看似遥不可及,它提供的碳封存等服务对我们的生活至关重要。深海浮游植物构成了维持数十亿人生存的食物链的基础。与此同时,热液喷口和其他深海环境中存在细菌和海绵等生命形式,可以提供新抗生素和抗癌药物的来源。
然而,人为造成的气候变化、栖息地破坏和过度捕捞已经给深海带来了前所未有的变化。而且由于深海景观发展缓慢——有时需要数千年——即使恢复也会很缓慢。现在,在它的秘密永远消失之前,探索这最后边境的竞赛已经开始。
们倾向于派机器人或传感器下去,然后我们让人们来理解数据并做出决策。
发送技术比人类从深海收集样本更有效。你可以欣赏河流或小溪的美丽,你可以感受到与它的联系 - 但你不能看着它并说,‘pH 值是多少?’ 或“其中的硝酸盐含量是多少?” 所以从工程的角度来看,我们专注于获取数据而不是派人。当然,这样更安全。
此时此刻,海浪下有机器人探险家,使得海洋研究无需人类参与即可进行。使用遥控潜水器引导的取样器和陷阱收集标本,但检查的大多数标本在抵达时都已死亡。
你可以从一个标本中获得大量信息——事实上比你想象的还要多——但你看着它们并想,我们不了解这种动物在生活中在做什么,如何他们正在互动,他们如何进食,他们如何行为。我们认为任何从事深海研究工作的人都希望能够接触到环境并亲眼目睹,真正看到自然环境中的动物。
这就是载人飞行器的用武之地。因其对研究突破的贡献而闻名,包括热液喷口的发现和泰坦尼克号沉船的调查。
海底是一个不断变化的景观,当你的研究时间有限时,这会带来挑战。对于传统的潜水,你会下降一定的时间,然后你必须在返回的途中减压。这意味着实际收集样本或完成工作的时间仅限于大约 100m处的 16 分钟。深度。
当研究人员返回海底时,潮汐通常会移动沙子,因此需要重复工作。
将允许我们做的是长期停留。这是一种更有效的操作方式。此外,如果将它们放置在 200m 的高度,则可以将它们用作前方操作基地。
然而,高压、低温和腐蚀等都对深海设备提出了严峻的挑战。为了应对通常被认为是地球上最极端的环境,将采用与制造太空火箭相同的材料制成。我们将使用钢材进行 3D 打印,并用铬镍铁合金包覆哨兵。
铬镍铁合金是一种镍铬基高温合金,广泛应用于军事和航空航天工业——在部件承受高温、压力或机械载荷的极端环境中。
可配置、可定制和灵活的海底栖息地系统将是自给自足的,由可再生能源提供动力,海底生物反应器可持续地处理废物,并且独立于水面。海底栖息地将使科学家能够在深处生活数周而不是几分钟。他们可以通过月池 (本质上是地板上的一个洞,通向海洋)以及专门的干湿实验室获取水。
然而,就像太空飞行一样,潜艇上的生活被广泛认为是压力最大、心理要求最高的经历之一。海底栖息地通常很狭窄,居民必须应对限制、缺乏昼夜线索、缺乏隐私以及与外界隔离的问题。
我们将研究人们是否能够应对被隔离在无法离开的偏远地区的情况。这项研究也适用于太空旅行。如果我们要把人送到火星,这将是一个为期三年的任务。重要的是要了解六个人如何应对被困在一个罐子里三年。
也许 300 年后我们回首往事时会想,这就是一切开始的地方。
源:BBC
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