海深測量經(jīng)歷了麻繩、鋼琴絲、聲波、遙感等工具或技術(shù)手段,測量效率和精度大大提高
古人說:恩重如山,情深似海??晒湃瞬⒉恢篮>烤褂卸嗌?。古希臘人相信深海是沒有底的。16世紀(jì)20年代,麥哲倫環(huán)球航行到了太平洋,用一根繩子系上炮彈殼丟到海里去量深度,結(jié)果根本夠不著底,于是“證明”深海真是沒有底的。其實(shí)是因?yàn)樗睦K子太短:只有731米長,當(dāng)然夠不著海底。
真正的海深測量要等到19世紀(jì)。起先用的是特別長的麻繩,系上重物往海里拋,碰到海底以后收回來,繩子的長度就是水深。但是丟繩子測深的精度很成問題,海水在流、船身在動(dòng),幾千米的海水里,繩子也絕不可能垂直。進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn),是用鋼琴絲代替麻繩。鋼琴絲比繩子細(xì)得多,投放下沉也快得多,使得測量的效率和精度都提高了一個(gè)量級(jí)。
但是科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天,主要靠的還不是改良,而是改換思路。20世紀(jì)初發(fā)明的聲波測深,根本不用什么繩子,而是從船上向下發(fā)射聲波,聲波到達(dá)海底以后反射回來,再用測深儀接收,然后根據(jù)傳播的時(shí)間計(jì)算出海底深度。聲波很快,海水里的聲速大約是每秒1500米,實(shí)測1萬米的水深也用不了1分鐘。因此,聲波測深技術(shù)從根本上改進(jìn)了水深測量的速度和精度。
聲波測深是在船上測的,而海洋實(shí)在太大,靠船只沿著航線測到的面積還是太小。從20世紀(jì)60年代以來,陸地制圖已采用遙感技術(shù)從空中測量地形,現(xiàn)在海洋的大面積測深采用的也是“衛(wèi)星測高”技術(shù):從衛(wèi)星用電磁波,通過雷達(dá)高度計(jì)測得海面高度再算出水深,這就大大提高了測量效率。
有了先進(jìn)技術(shù),現(xiàn)在就可以回答海有多深的問題了。20世紀(jì)初,根據(jù)繩測數(shù)據(jù)得出世界大洋的平均深度在3800米上下。但是用繩子測量海底,只能得到點(diǎn)上的數(shù)據(jù),把點(diǎn)連起來就算是地形,結(jié)果總以為海底地形是平緩的。隨著技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)海底地形起伏的幅度遠(yuǎn)大于陸地,深海水底有不少崎嶇不平的地形,高度超過1000米的海山就有數(shù)萬座,這么一來世界海洋的平均深度就得減少。根據(jù)現(xiàn)在的統(tǒng)計(jì),世界海洋平均水深是3682米,籠統(tǒng)講可以說是3700米。
可見,海水確實(shí)很深。不過古人所說的“水深”,并沒有定量的意思。“桃花潭水深千尺,不及汪倫送我情”,那是李白為了感謝主人熱情招待而打的比方,其實(shí)桃花潭只有三五米深;曹操“東臨碣石,以觀滄海”,很有氣魄,但是這滄海指的是渤海,平均水深不到20米,比大洋差遠(yuǎn)了。當(dāng)然,古人并不會(huì)深潛,面對(duì)洶涌海濤,猜想水深無底、海闊無涯,豈不是很自然的事?
(作者為海洋地質(zhì)學(xué)家、中國科學(xué)院院士,本報(bào)記者劉詩瑤采訪整理)