人类不仅渴望飞上蓝天,对海洋也有着强烈的好奇。为了探寻水下世界,人们创造过哪些奇特的装备?
电脑游戏里还原的古代潜水钟。
木桶潜水服
1715年,英国一位发明家制造了一套潜水服,它是一个长长的密封木桶。桶的侧面有玻璃窗、吊绳和交流用的信号绳,船只将木桶吊入水中,潜水员的双手从有皮革密封的孔中伸出,摸索水下物体;拉动信号绳,潜水员就能把指令传递给船只。但水越深,水压就会越大,使潜水员暴露在外的双手非常难受,因此潜水员最多只能下潜到约18米深的水中。
依靠这一发明,这位发明家打捞到了许多沉船宝藏,甚至还在一艘沉船周围发现了超过3吨的白银,变得非常富有。
潜水钟
一艘船上挂着一个巨大的钟,难道船上也需要敲钟报时吗?实际上,这个钟是用来潜水的。一名船员抓住钟的边缘,随着缆绳放下,重物拖着他和钟缓缓沉入水下……
把一个玻璃杯倒扣进水中,空气会被水和杯壁“关”在杯子里,不会轻易逸散。相传早在公元前4世纪,人类就利用这一原理造出了潜水钟,它由严丝合缝的木板或金属组成。在水下,潜水者屏住呼吸,寻找海产或沉船宝物,然后再返回潜水钟呼吸,这样多次往复,潜水者能在十几米深的水下待一个多小时。
章鱼人入侵
这是根据著名画家达·芬奇设计的潜水服图样制造的模型,须状的软管连接了一个迷你潜水钟,潜水员看上去像一个章鱼变种人。
圆圆大脑袋
这种铜质头盔你或许曾在电影中见过,它早在1819年就被发明出来,水面上的船只可以用气泵将空气通过软管输送给头盔。一开始,它很容易进水,潜水员只能小心翼翼地活动;十几年后,头盔才被成功改良,增加了阀门和包裹全身的帆布外套,防水效果大大提升。
这一套装备彻底改变了潜水行业,成为了后来的标准潜水服,最深可以下潜一百多米。它的许多设计沿用至今,但已被更轻、更舒适的材料取代。
怪物盔甲
这套金属潜水服跟欧洲中世纪的骑士盔甲十分相像,手肘、膝盖等位置装有可旋转的接头,头盔上布满了小观察窗,看起来又酷又恐怖。然而,它重达380千克,接头部分也并非完全防水,因此它没有被推广,而是被搬进了博物馆。
空气也致命
我们每时每刻都需要呼吸空气,但在潜水时,空气也可能使人丧命。
打开一瓶可乐,会有气体“嘶”地一声从饮料瓶中快速释放出来,这是通过加压方式加入的二氧化碳。在水较深的高压环境中,人的血液里会溶解更多的氧气和氮气;氧气会被人体组织消耗,氮气却依旧存在。这时,如果快速上浮,压力骤减,人体就会像被打开的可乐一样,氮气迅速从血液中析出,形成气泡。这就是“减压病”,可能使潜水员血管破裂、失去知觉,严重时甚至会瘫痪或丧命。
因此,潜水深度超过40米时,潜水员只能缓慢上浮,让身体适应压力的变化。
胖版“钢铁侠盔甲”
2006年,一名美国海军潜水员身穿金属潜水服,潜入610米深的水下。这种潜水服像一个发胖的钢铁侠盔甲,铝合金的外壳能抵御较强的水压,手臂末端装有机械爪,背后装有螺旋桨推进器,潜水员可以用踏板控制前后左右移动。不仅如此,潜水服内部还保持着正常的气压,潜水员可以快速上浮,而不会患上减压病。
水肺
如今,潜水员背上总是背着个大罐子,它是“水肺”的一部分,其中装有压缩空气,经调节器降低气压后,才会被人吸进肺中。从此,潜水者摆脱了空气输送管的束缚,在水下更加自由;穿上鸭掌般的脚蹼,他们能更灵活地游泳。
我们在呼吸时,不会完全吸收空气中的氧气,有相当多的氧气会随着二氧化碳一起被呼出。于是,人们又发明了循环式水肺,潜水者呼出的气体中,只有二氧化碳会被排放出去,其余气体再次进入气罐,从而得到循环利用。经过一定训练,普通人可以利用水肺潜到18米深。
要想潜更深,用深潜器
随着水深继续增加,水压会大到难以想象的程度。在水深1500米的地方,一个普通泡沫杯会被压缩至原来的一半大小;在水深4000米的地方,压强之大就像是一只大象站在你的脚拇指上。现有的潜水服已经不能给潜水员提供良好的保护,这时,就轮到深潜器登场了。它们不仅能潜得更深,搭载的科学仪器也更丰富,可以探索特定海域,发现海底火山、热泉,还能采集海底样品,发现新的物种。
潜水5000次
阿尔文号可以说是世界上最敬业的深潜器之一,它诞生于1964年,而且一直在更新换代,迄今已进行了5000多次潜水,最大下潜深度达到6500米。它内部的钛合金球状舱可以容纳3人,前方装有2个机械手,6个推进器能使它朝任意方向移动。
半个世纪以来,许多重要的海洋发现都离不开阿尔文号,它曾帮助地质学家确定地壳如何形成,为美国空军找到了丢失的氢弹,还参与了泰坦尼克号沉船的发掘。
海洋最深处
马里亚纳海沟的“挑战者深渊”是地球上最深的地方,最低点将近11000米深,面对这样一个冰冷、寂静、黑暗的世界,任何人都会感到恐慌,一位电影导演却单枪匹马抵达了这里,他就是拍摄了《阿凡达》的詹姆斯·卡梅隆。
卡梅隆搭乘的深潜器是深海挑战者号。不过,它并不是以科考为目的而制造的深潜器,配备的科学仪器比较少。
2020年11月,中国制造的奋斗者号也抵达了马里亚纳海沟最深处融资杠杆实盘配资,成为世界上第4艘抵达海洋最深处的载人深潜器。
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