全文搜索:
加入收藏 | 联系我们
当前位置:首页 >  科学博览 > 生命起源
生命奥秘与地球起源的关系
作者:日照科普网  点击次数:430  发布时间:2018-04-28 10:22:00

  近年来,各国科学家竞相进行太空探索。但一个不可否认的事实是,人类在热衷研究其他星球的同时,对地球本身仍缺乏足够的认识。比如,对我们所居住的地球上的海洋来说,正如一位美国海洋生物学家所说,“我们关于海底的知识还不如对火星的多”。星际探索短期内可能不会给人类带来实质性的好处,而深海中蕴藏的丰富资源却有望在不久的将来为人类造福。  日本在海洋探索方面走在了各国的前列。比如“海沟”号无人驾驶深海探测器,曾在1995年潜入世界最深的马里亚纳海沟,潜深达到10911米。但不幸的是,“海沟”号最终却在日本沿海失踪了。  “海沟”号的生命历程  1986年,日本海洋科技中心开始研制“海沟”号无人驾驶潜艇,于1990年完成设计并开始制造。“海沟”号长3米,重5.6吨,耗资1500万美元。它是缆控式水下机器人,上面装备有复杂的摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手,是世界上惟一下潜深度达到7000米的探测器。  2003年5月29日,日本科学家利用“海沟”号在日本高知县东南大约130公里左右的海域进行海底调查作业,当时“海沟”号的下潜深度为4673米。由于当年的4号台风已经开始接近这一海域,操作人员当天下午1时29分提前结束调查作业。但是在回收“海沟”号时,工作人员发现不知何原因“海沟”号已无法回到母船的发射架中。1分钟后,海面控制船与“海沟”号的光缆通信和高达3000伏的电力供应突然中断,控制船不得不采取紧急措施。  当天下午4时17分,控制船的卷扬机只回收到了“海沟”号的母船发射架,“海沟”号则因电缆断裂而不知去向。操作人员大吃一惊,连续用方位测定器向“海沟”号发射了3次信号,但控制船没有接收到“海沟”号的任何信号。

  “海沟”号上搭载的电波发射器可以连续工作240小时,而电波发射器的发射范围仅在4公里左右。当时由于台风已经接近该海域,控制船上的操作人员推测认为,“海沟”号没有反应,可能是它受海浪冲击与控制船距离已经超过了4公里的范围。  此后,日本海洋科学技术中心决心找回“海沟”号,并进行了一个月的搜索,但一无所获。直至当年6月30日,日本方面才向外界公布了“海沟”号失踪的消息。日本海洋科学技术中心于当年7月4日开会研究后认为,在大片海域中即使动用声呐仪也不可能找到久已失去联系的“海沟”号,于是宣告搜索结束。  “海沟”号失踪使不少科学家痛心不已。对日本的深海科研来说,这次的损失无法估量。一些科学家甚至将“海沟”号比作航天界的“哥伦比亚”号。他们认为,这个价值5000万美元的探测器是独一无二的,它的失踪对科学研究是一个重大损失。 

     到深海去看看,大海正以自己特有的魅力召唤着人类。“海沟”号的失踪并不能阻止人类进行深海探测,正像“哥伦比亚”号失事不能阻止人类的航天事业一样。今天的人类正面临着人口、资源和环境三大难题。随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加,人类消耗的自然资源越来越多,陆地上的资源正日益减少。为了生存和发展,人们必须寻找新的物质来源,海洋应当是首选。因此一些科学家认为,深海给人类带来的利益要比那些耗资庞大的太空计划实惠得多。此外,深海生物新物种的发现,在探索生命起源方面具有重大意义。深海探测中的技术问题在短期内,人类乘坐潜水器潜入深海还不太现实。因为在海洋中,每下潜100米就增加10个大气压,几毫米厚的钢板在1万米洋底就像大气中的鸡蛋壳一样易碎。为了克服这些障碍,从事深海探测的大部分科学家都已从有人驾驶潜水器转向机器人潜水器的研究。现在,称为“遥控潜水器”(ROV)的有绳潜水探测器和小型的计算机控制蓄电池驱动潜水器(AUV)可以由任何合适的船只操纵。此外,它们的造价也比较便宜,而且不会给操纵它的人带来任何危险。另一种可能解决的方案是开发出能取代适于海洋最深处压力的船壳。美国海军已成功试验过利用新型的陶瓷材料制成有浮力的深潜船壳,这类船壳具有人乘坐时所需的安全可靠性。目前这种陶瓷材料的数据资料已经解密,此举必然会促进其商用开发。而对于潜水器的浮力材料,不仅要求它能承受住巨大的压力,而且要求它的渗水率极低,以保证其密度不变,否则机器人就会沉入海底。在高压环境下,耐高水压的动态密封结构和技术也是水下机器人的一项关键技术。机器人上任何一个密封的电气设备、连接缆线和插件都不能有丝毫渗漏,否则会导致整个部件甚至整个电控系统的毁灭。由于无线电波在水中的衰减太快,所以在水中不能使用无线电通信、无线电导航及无线电定位系统。“海沟”号与控制船之间就是利用光缆进行通信的。由控制船发出的信号以及由“海沟”摄像机拍摄到的实时图像信号均可通过光缆传输,操作人员可观察监视器上的图像,在控制船上对“海沟”号进行操作。  

         这些技术问题如能得到彻底的解决,海底这块最后未开发的“处女地”必将得到很好的开发和利用。届时,人类面临的一些社会问题也可有望迎刃而解。我们期盼着这一天的到来。


【回顶部】 【打印本页】 【返回】    
科普热点
最近更新
关于我们  |  联系我们  |  设为首页  |  加入收藏  |  网站访问量:2648