这三封信,写给爱科学的孩子们(院士讲科普·全国科普月特别报道)
2018年5月,汪品先院士随我国自主研制的“深海勇士”号载人深潜器赴南海科考。
张继平院士在为学生上课。以上图片均为受访者提供
习近平总书记指出:“要注重挖掘和培养青少年兴趣特长、科学素养、实验能力,吸引更多具有科研潜质的青少年立志投身科技事业。”科普的深层落点,不只是传播知识,更是孕育创新后备军。
今年9月是第二个全国科普月。以“科技改变生活 创新赢得未来”为主题,多名院士积极参与和支持科普活动。本期“院士讲科普·全国科普月特别报道”,我们邀请汪品先、刘嘉麒、张继平三位院士,回答小读者们提出的与科学相关的问题。期待以全国科普月为契机,激发青少年的想象力和探求欲,让投身基础研究成为更多青少年的人生追求。
您曾说深海是另一个世界,那里的生物长啥样?能吃吗?
人类的家园在陆地上,我们为什么要往海里钻?深海值得探索的宝贝,到底有哪些?
我是汪品先,大半辈子都和海洋地质研究打交道。82岁时,我还钻进“深海勇士”号,下潜到南海1400米的深海。
对于生活在陆地上的我们来说,深海的确是另一个世界,有许多生物是大家比较陌生的。比如,在马里亚纳海沟8000多米处拍到的深渊狮子鱼,乳白、半透明,骨头软得能打弯,是为承受上千个大气压“定做”的;再比如,在水深6000米以下偶有发现的极少数鼠尾鳕科等深渊鱼类,不是它们会隐身,是我们去深海的次数太少。95%的海洋被笼罩在永恒的黑暗之中,在黑水里找一条鱼,比夜里拿手电在操场找一只蚊子还难。
过去,我们总以为深海是“没有光线、没有运动、没有生命”的三无世界。其实除了没有光线,其他认知都错了。水深超过2000米的深海,占海洋面积84%,占地球表面60%,是地球表面的主体,也是我们在地球上了解最少的部分之一。海底地形起伏绝不亚于陆地,那里有绵延数万公里的大洋中脊,还有1万多米深的海沟;热液“黑烟囱”旁边挤着管虫、虾和贝,串联起不靠太阳的“黑暗食物链”;夏威夷的金珊瑚能活数千年,和金字塔同岁……深海不是死寂的终点,而是地球内部往上拱的出口。
但是深海生物是吃不得的,有的含硫,是有毒的,无毒的也不能吃,因为长得太慢。比如深海珊瑚可以长成“园林”,但是生长极慢,几十年才长一毫米,经不起人类消费。
深海是“第二生物圈”。陆地上的我们总是天然地认为一切生物都离不开太阳提供的光和能量,可在深海热液口、冷泉边,管虫没有口和肛门,靠肚子里的硫细菌生存;蠕虫、蟹、贝,不靠太阳能而是靠地球内部能存活下来;微生物躲在岩石缝里睡几百万年,岩浆一热就醒……这些生物长得慢、活得怪,人类到深海去,可以破译它们耐高温、耐高压、抗剧毒的本事从何而来。
深海是金属仓库。深海金属矿有三大类:锰结核、富钴结壳、热液金属硫化物。锰结核像土豆撒在海底,百万年才长一厘米;富钴结壳贴在海山上;热液“黑烟囱”喷两三百摄氏度的热水,带出丰富的铜、锌、金、银、稀土。但是这些矿不是现成的金条,人类对深海的开发尚处于原始阶段,远未成熟,把陆地的“淘金”法照搬到深海去,准得掉进陷阱。
深海也是未来的能源库。水分子结冰把甲烷锁在里头,那是点根火柴就能烧起来的可燃冰;近年来全球重大油气发现,70%来自水深超过1000米的水域。海底有待开发的资源非常丰富,我们目前的探索才刚刚起步。
深海还是地球自己的“病历本”。南海海底的珊瑚林、古热液、磷块岩,记载着千万年来的气候怎么变、洋流怎么走。不研究这些,我们就无法研究明白台风与冰期。
最长的山脉、最深的沟谷、最强的火山都在海底。地球怎么运转?气候怎么变?生命能不能不靠太阳?这些答案也都藏在海底。我写《深海浅说》,就是想用浅的语言去讲深的海,让你们先“望一眼”再决定爱不爱它。科学贵在探索与怀疑,今天你们问深海生物长啥样,将来就有可能去设计下一代深潜器,或者给一条深渊狮子鱼画谱系。只要保持“不解决一个科学问题就睡不着觉”的劲头,那95%的黑暗里,就永远有人接着点灯。愿好奇心不灭!
(作者为中国科学院院士,本报记者黄晓慧采访整理)
火山的破坏力很强,如果没有火山,地球会是怎样?
您在南北极的湖里打钻,从冰芯和岩芯里发现了多层火山灰,为什么在那么冷的极地也会有火山喷发?
编辑:HN008