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人類,朝水下“進化”

人類不僅渴望飛上藍天,對海洋也有著強烈的好奇。為了探尋水下世界,人們創造過哪些奇特的裝備?



電腦遊戲裡還原的古代潛水鐘。

木桶潛水服

1715年,英國一位發明家製造了一套潛水服,它是一個長長的密封木桶。桶的側面有玻璃窗、吊繩和交流用的訊號繩,船隻將木桶吊入水中,潛水員的雙手從有皮革密封的孔中伸出,摸索水下物體;拉動訊號繩,潛水員就能把指令傳遞給船隻。但水越深,水壓就會越大,使潛水員暴露在外的雙手非常難受,因此潛水員最多隻能下潛到約18米深的水中。



依靠這一發明,這位發明家打撈到了許多沉船寶藏,甚至還在一艘沉船周圍發現了超過3噸的白銀,變得非常富有。

潛水鐘

一艘船上掛著一個巨大的鐘,難道船上也需要敲鐘報時嗎?實際上,這個鍾是用來潛水的。一名船員抓住鐘的邊緣,隨著纜繩放下,重物拖著他和鍾緩緩沉入水下……



把一個玻璃杯倒扣進水中,空氣會被水和杯壁“關”在杯子裡,不會輕易逸散。相傳早在公元前4世紀,人類就利用這一原理造出了潛水鐘,它由嚴絲合縫的木板或金屬組成。在水下,潛水者屏住呼吸,尋找海產或沉船寶物,然後再返回潛水鐘呼吸,這樣多次往復,潛水者能在十幾米深的水下待一個多小時。

章魚人入侵



這是根據著名畫家達·芬奇設計的潛水服圖樣製造的模型,須狀的軟管連線了一個迷你潛水鐘,潛水員看上去像一個章魚變種人。

圓圓大腦袋

這種銅質頭盔你或許曾在電影中見過,它早在1819年就被髮明出來,水面上的船隻可以用氣泵將空氣透過軟管輸送給頭盔。一開始,它很容易進水,潛水員只能小心翼翼地活動;十幾年後,頭盔才被成功改良,增加了閥門和包裹全身的帆布外套,防水效果大大提升。



這一套裝備徹底改變了潛水行業,成為了後來的標準潛水服,最深可以下潛一百多米。它的許多設計沿用至今,但已被更輕、更舒適的材料取代。

怪物盔甲

這套金屬潛水服跟歐洲中世紀的騎士盔甲十分相像,手肘、膝蓋等位置裝有可旋轉的接頭,頭盔上佈滿了小觀察窗,看起來又酷又恐怖。然而,它重達380千克,接頭部分也並非完全防水,因此它沒有被推廣,而是被搬進了博物館。

人類,朝水下“進化”


空氣也致命

我們每時每刻都需要呼吸空氣,但在潛水時,空氣也可能使人喪命。

人類,朝水下“進化”


開啟一瓶可樂,會有氣體“嘶”地一聲從飲料瓶中快速釋放出來,這是透過加壓方式加入的二氧化碳。在水較深的高壓環境中,人的血液裡會溶解更多的氧氣和氮氣;氧氣會被人體組織消耗,氮氣卻依舊存在。這時,如果快速上浮,壓力驟減,人體就會像被開啟的可樂一樣,氮氣迅速從血液中析出,形成氣泡。這就是“減壓病”,可能使潛水員血管破裂、失去知覺,嚴重時甚至會癱瘓或喪命。

因此,潛水深度超過40米時,潛水員只能緩慢上浮,讓身體適應壓力的變化。

胖版“鋼鐵俠盔甲”

人類,朝水下“進化”


2006年,一名美國海軍潛水員身穿金屬潛水服,潛入610米深的水下。這種潛水服像一個發胖的鋼鐵俠盔甲,鋁合金的外殼能抵禦較強的水壓,手臂末端裝有機械爪,背後裝有螺旋槳推進器,潛水員可以用踏板控制前後左右移動。不僅如此,潛水服內部還保持著正常的氣壓,潛水員可以快速上浮,而不會患上減壓病。

水肺

如今,潛水員背上總是揹著個大罐子,它是“水肺”的一部分,其中裝有壓縮空氣,經調節器降低氣壓後,才會被人吸進肺中。從此,潛水者擺脫了空氣輸送管的束縛,在水下更加自由;穿上鴨掌般的腳蹼,他們能更靈活地游泳。

人類,朝水下“進化”


我們在呼吸時,不會完全吸收空氣中的氧氣,有相當多的氧氣會隨著二氧化碳一起被撥出。於是,人們又發明了迴圈式水肺,潛水者撥出的氣體中,只有二氧化碳會被排放出去,其餘氣體再次進入氣罐,從而得到迴圈利用。經過一定訓練,普通人可以利用水肺潛到18米深。

要想潛更深,用深潛器

人類,朝水下“進化”


隨著水深繼續增加,水壓會大到難以想象的程度。在水深1500米的地方,一個普通泡沫杯會被壓縮至原來的一半大小;在水深4000米的地方,壓強之大就像是一隻大象站在你的腳拇指上。現有的潛水服已經不能給潛水員提供良好的保護,這時,就輪到深潛器登場了。它們不僅能潛得更深,搭載的科學儀器也更豐富,可以探索特定海域,發現海底火山、熱泉,還能採集海底樣品,發現新的物種。

潛水5000次

阿爾文號可以說是世界上最敬業的深潛器之一,它誕生於1964年,而且一直在更新換代,迄今已進行了5000多次潛水,最大下潛深度達到6500米。它內部的鈦合金球狀艙可以容納3人,前方裝有2個機械手,6個推進器能使它朝任意方向移動。



半個世紀以來,許多重要的海洋發現都離不開阿爾文號,它曾幫助地質學家確定地殼如何形成,為美國空軍找到了丟失的氫彈,還參與了泰坦尼克號沉船的發掘。

海洋最深處

馬裡亞納海溝的“挑戰者深淵”是地球上最深的地方,最低點將近11000米深,面對這樣一個冰冷、寂靜、黑暗的世界,任何人都會感到恐慌,一位電影導演卻單槍匹馬抵達了這裡,他就是拍攝了《阿凡達》的詹姆斯·卡梅隆。



卡梅隆搭乘的深潛器是深海挑戰者號。不過,它並不是以科考為目的而製造的深潛器,配備的科學儀器比較少。

2020年11月,中國製造的奮鬥者號也抵達了馬裡亞納海溝最深處,成為世界上第4艘抵達海洋最深處的載人深潛器。

分類: 科學
時間: 2021-10-12

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