海洋占地球表面积的70%,至今为止人们只绘制了5%~10%的海底地图。这些海底地图是根据卫星数据、水深探测器数据等推测出的海底地貌,或者是根据板块结构绘制出的海底地形,作为地图仍不够精确详细。能够进行水下操作的装置——潜水器,为海洋研究提供了另一条途径。它不但可以用来绘制海底地形图,还对研究海底生态系统有着重要意义。
潜水器的先驱
人类很早就开始尝试着探索海底了。早在20世纪30年代,美国探险家威廉·贝勃(William Beebe)和奥蒂斯·波顿(Otis Burton)就乘坐着自己制造的潜水球(Bathysphere)下潜到海面下923米处进行了海底观测,他们的潜水球相当简单,就是一个金属球体,本身没有自行运动的能力。他们需要先用船把潜水球运到海上,再用金属缆绳牵引着它慢慢沉入海底,观测结束后还得靠缆绳把它拉上来。
这个时期潜水球的主要技术难题是驾驶舱和缆绳的结实程度。30多年后,瑞士著名科学家、探险家奥古斯特·皮卡尔(Auguste Picard)1受到高空气球驾驶舱的启发,设计了一台水下气球艇(bathyscaphe),使用了可以保持气压的钢制驾驶舱,并配备了装有汽油2的浮力箱和大量沉重的钢块。水下气球艇可以凭借自身和钢块的重量下沉;返回时,只需将钢块逐步抛下,利用汽油的浮力就可以上浮。这大大减小了单靠缆绳上浮存在的风险。
1960 年,皮卡尔的儿子雅克·皮卡尔(Jacques Picard)和美国海洋学家唐纳德·沃尔什(Don Walsh)驾驶着这台水下气球艇“的里雅斯特”号(Trieste)进入马里亚纳海沟,创下10960米的世界最深下潜纪录。他们这次潜海持续了10小时,除了测试潜水艇的性能,还测试了深海处海水的温度、放射性等。正是在这次潜海中,他们观察到了海带和海蜇,证实深海并不是一个“死”的世界,也有生命存在。
虽然,与潜水球相比水下气球艇已经有了很大进步,但它无法在海底自行水平移动,只能下潜到一个地方,然后原地上浮,它能进行的科研活动非常有限。此外,这些潜水器本身的运输和操作也不方便,还经常受到海上天气条件的限制。