佘毅仁

極限探索·深海專題之十六

長久以來，地殼的演變機(jī)制一直是困擾國內(nèi)外科學(xué)家的一大科學(xué)難題。直到20世紀(jì)中葉，這一課題在理論研究方面才有了突破性進(jìn)展，但理論缺乏實踐的佐證，就會顯得蒼白無力。因此，當(dāng)時深海研究綜合實力最強(qiáng)的法美兩國決定對大西洋底部的復(fù)雜地貌進(jìn)行聯(lián)合科考，以驗證海底洋中脊的裂谷與地殼板塊運動之間的關(guān)系。

合久必分的大陸

現(xiàn)在，也許大多數(shù)人看到世界地圖時，對地球上七大洲四大洋的分布感覺司空見慣了。可一定有人會問，為什么地球上會出現(xiàn)七大洲四大洋呢？遠(yuǎn)古時代的大陸到底是什么樣的？其實，早在16世紀(jì)末，比利時地理學(xué)家亞伯拉罕·奧特流斯就提出了大陸漂移的最初設(shè)想。而到了1620年，英國的哲學(xué)家弗朗西斯·培根通過對世界地圖的觀察，發(fā)現(xiàn)南美洲東岸和非洲西岸可以很完美地拼接在一起，于是提出了大陸漂移的推論。然而，當(dāng)時并沒有引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注。直到1910年，德國科學(xué)家阿爾弗雷德·魏格納在觀察世界地圖時，也發(fā)現(xiàn)了非洲和南美洲的海岸線可以精確地拼合起來，他便著手調(diào)研資料進(jìn)行論證。經(jīng)過數(shù)年的研究，他發(fā)表了代表作《海陸的起源》一書，從動植物、化石和地質(zhì)等方面論證了“大陸漂移說”。這個理論的中心思想是，在2億2千多萬年前，地球上的大陸是合并在一起的，大陸的周圍由古海洋包圍著。后來，隨著長時間的地殼運動，大陸分裂成幾塊并各自漂移，形成如今的七大洲四大洋。此理論雖有不少證據(jù)，但有很多問題未得到合理解釋，加之魏格納并非地質(zhì)專業(yè)出身，因此他的理論飽受質(zhì)疑，甚至有人說他是嘩眾取寵的“瘋子”。

自20世紀(jì)30年代起，美國海洋地質(zhì)學(xué)泰斗莫里斯·尤因通過多艘裝有專業(yè)聲吶設(shè)備的海洋科考船在太平洋、大西洋等多個海域開展海洋地理和地質(zhì)的研究及測繪工作，積累了大量寶貴的數(shù)據(jù)和資料供專業(yè)機(jī)構(gòu)分析，引領(lǐng)著美國海洋地質(zhì)學(xué)理論的發(fā)展。到了20世紀(jì)50年代中期，尤因的學(xué)生布魯斯·希曾和馬瑞·瑟普利用尤因所提供的數(shù)據(jù)繪制了世界海洋地圖，他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，在大西洋洋中脊里有一個被兩側(cè)山峰包夾的海底裂谷。

起初他們還以為這是個別現(xiàn)象，后來才發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象遍布全球各大洋底，且極富規(guī)律性，整個地球就像一個遍布“傷口”的大籃球。這一發(fā)現(xiàn)不久被尤因和希曾發(fā)表，他們認(rèn)為海底山脊群和海底裂谷即是地殼和地幔的交界處，而涌出地表的熔巖隆起形成了新的地殼，直接的表現(xiàn)就是海底山脈群和海底裂谷。這一發(fā)現(xiàn)使之前被認(rèn)為是胡說八道的“大陸漂移說”得到了證實?！按箨懫普f”再次引發(fā)了學(xué)術(shù)界的廣泛思考。美國海洋地質(zhì)學(xué)家迪茲和美國地質(zhì)學(xué)家哈瑞·赫斯各自經(jīng)過數(shù)年研究，在尤因和希曾的學(xué)術(shù)成果基礎(chǔ)上，于20世紀(jì)60年代初相繼發(fā)表了板塊擴(kuò)張理論，清晰地解釋了地球板塊的擴(kuò)張新生和歸入地幔消亡這一周而復(fù)始的機(jī)制，并肯定了對稱的海底海脊和裂谷就是地球板塊的交會處。之后，隨著20世紀(jì)60年代中后期科考技術(shù)的不斷進(jìn)步，新的證據(jù)頻頻出現(xiàn)，進(jìn)一步證明了“大陸漂移說”的正確性。“大陸漂移說”雖被證實，但還需要去海底實地勘探，這也成為眾多科學(xué)家的夙愿。作為當(dāng)時世界上海洋研究最為發(fā)達(dá)的兩個國家——法國和美國，決定對大洋海底進(jìn)行聯(lián)合科考。

FAMOUS計劃

1971年，法美兩國政府就大洋地理，特別是大西洋洋中脊的聯(lián)合探索進(jìn)行會晤。經(jīng)磋商，兩國將此次科考定名為“法美大洋中部海脊聯(lián)合科考計劃”，即FAMOUS計劃，F(xiàn)AMOUS是用該計劃名稱中各詞首字母拼合而成的詞。分別位于大西洋東西兩側(cè)的法國、美國聯(lián)合考察大西洋洋中脊，既能為國際地質(zhì)學(xué)提供可靠有力的實物依據(jù)，又可彰顯兩國強(qiáng)大的綜合國力。計劃分兩階段進(jìn)行，分別為1973年夏季和1974年夏季。兩國派出了“阿爾文號”“阿基米德號”和新深潛器“塞納號”進(jìn)行科考?！叭{號”是和“阿爾文號”相仿的小型深潛器，它是雅克·庫斯托為法國科學(xué)中心設(shè)計研制的專用設(shè)備。雅克·庫斯托先是開發(fā)了“SP-350”和“SP-500”蝶形深潛器，之后他又進(jìn)一步開發(fā)出“SP-800”“SP-1300”及深海星系列等衍生型號，并開發(fā)出“賽納號”（又名“SP-3000”）?！叭{號”外形與其他SP系列深潛器一脈相承，而“3000”代表著它的工作潛深可達(dá)3000米。有趣的是，早在1970年，“阿基米德號”曾成功打撈過在深海進(jìn)行無人潛航試驗時沉沒的“塞納號”，正如之前美國“阿魯米納號”救助了“阿爾文號”一樣，歷史發(fā)生了驚人相似的情節(jié)。

不可思議的景象

在為期2年的科考中，大多數(shù)時間都是單調(diào)和枯燥的，但科學(xué)家們通過不懈的努力，在重復(fù)無味的工作中取得了成果，這里向大家介紹一些代表性成果。

1973年8月，“阿基米德號”率先出馬，開始在離亞速爾群島不遠(yuǎn)的海域進(jìn)行考察，由法方的著名海洋學(xué)家愛克沙維爾·樂比昂帶隊。樂比昂在尤因的科研機(jī)構(gòu)工作，也是本項目的重要科學(xué)家之一。在這次考察中，技術(shù)成熟可靠的“阿基米德號”接近海底時，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了不可思議的奇景——在漆黑一片的深海中，竟然有巖漿從海洋裂谷中滲出，就像地面上的火山口周邊一般，有的巖漿從崖壁中源源不斷地漏出，有的則從突巖和斷層上緩緩流下。從遠(yuǎn)處望去，一片片暗紅中透著亮黃色的巖漿像瀑布般流出，與冰冷且高壓的海水互相接觸碰撞，很快凝結(jié)成形狀各異的巖石。這種奇觀多么像小說《地心游記》中描寫的景象??！這樣蔚為壯觀的景象是深潛史上前所未見的。此外，他們還發(fā)現(xiàn)，在約2600米深的洋底竟然覆蓋著一層“積雪”。難道海底有未融化的積雪？經(jīng)采樣研究，這原來是由大量死亡生物分解后的碎屑、沉積的生物排泄物和陸地水流帶來的顆粒等雜質(zhì)所聚集而成的有機(jī)顆粒物。沉積的“積雪”覆蓋了大片洋底，“阿基米德號”宛如在冰天雪地的極地中旅行。樂比昂和他的團(tuán)隊創(chuàng)造了世界第一批潛入大西洋洋中脊的紀(jì)錄，并成為第一批觀察到海底巖漿瀑布奇觀的科學(xué)家。

1974年6—8月，“阿基米德號”“阿爾文號”“塞納號”開始分批、分區(qū)域擴(kuò)大探索海底裂谷的種種地質(zhì)地貌。經(jīng)過20世紀(jì)60年代末和70年代初的改造，“阿爾文號”換上了新的外殼，并更換了高性能載人工作艙，潛深能力得以加強(qiáng)。其駕駛員是美國青年海洋學(xué)家羅伯特·巴拉德，一位了不起的科學(xué)家，他像喬治·奧特、雅克·庫斯托和雅克·皮卡爾德那樣，無論在當(dāng)時還是日后都為人類海洋學(xué)作出了杰出的貢獻(xiàn)。“阿爾文號”和“阿基米德號”一樣，除了觀察巖漿瀑布外，還發(fā)現(xiàn)了冷凝熔巖。冷凝熔巖外形奇特，有的像奶油，有的像荷包蛋，還有的像條狀的牙膏，以及紙杯蛋糕，這些奇特的外形由熔巖的溫度、質(zhì)量、位置等各種因素造成。正是熔巖的不斷涌出和堆積才使地殼得以不斷新生。

經(jīng)過2年的全面科考和數(shù)十次的潛航探索，研究團(tuán)隊帶回了大量科考樣本和十多萬張洋底照片，這些資料都佐證了地球板塊漂移推論的正確性。大洋的海底海脊和裂谷正是板塊的邊界，不斷涌出地殼的熔巖形成新的地殼，將板塊向相反方向緩慢推移，最終不斷推動著板塊的更迭。法美兩國的專家通過深海的實地考察，直接見證了新地殼的誕生。隨著越來越深入的考察，人們發(fā)現(xiàn)了與淺海生物迥然不同的深海生物，它們引起了廣泛的興趣，科學(xué)家們對它們的研究更是日益深入……endprint