探索未被发现的国家：深海

深海潜水器阿尔文等待另一次潜水。图片来源：布雷特贝克，德克萨斯大学奥斯汀分校

海洋覆盖了地球表面的71%，但容纳了世界上99%的生物圈 - 发现生物体的区域。

因此，世界上大部分的生物圈都是深海环境，那里漆黑一片，温度刚好高于冰点，并且受到压碎的压力。海洋的平均深度约为3.7公里（2.3英里）。访问这些极端深度需要特殊设备，这就是为什么只有不到5%的区域被勘探和绘制的原因。

这国家深潜设施，或NDSF，主要由美国国家科学基金会以及海军研究办公室和国家海洋和大气管理局资助，为到达深海提供必要的设备，使重要的科学得以进行，并做出发现 - 无论好坏。

自动驾驶汽车哨兵调查了大片海底，以确定阿尔文近距离探索的最佳地点。图片来源：Chris German，WHOI

海底探险船队

NDSF最著名的部分可能是潜水器Alvin，这是一种人类占用的车辆（HOV），能够潜入4.5公里（2.8英里）的深度，占生物圈的68%。阿尔文由三个人组成，使科学家能够获得有关深海环境的独特第一手知识。阿尔文正在进行NSF资助的升级，这将使潜水深度达到6.5公里（4英里） - 生物圈的98%！“人类可以使用HOV Alvin实际前往海底，使用遥控飞行器Jason实时观察海洋，并使用自主水下航行器Sentry进行测绘，传感和成像任务，”NDSF新任首席科学家Anna Michel说。

虽然其主要任务是科学研究，但阿尔文及其支援船亚特兰蒂斯号参与了1986年探索RMS泰坦尼克号残骸.他们还利用这次任务测试了遥控车辆原型：Jason Jnr。ROV可以访问沉船的一部分，并收集图像和视频，这些图像和视频对于阿尔文来说太小或太有风险。

对泰坦尼克号的ROV调查最终导致了一种新的NDSF水下航行器的开发：Jason II是一种ROV，允许科学家拍摄视频并收集6.5公里（4英里）深度的声纳数据。在“母船”上舒适的杰森控制室里，科学家们可以实时观察深海环境。此外，Jason上的机械臂可以收集地质和/或生物样本并将它们带到地面。

杰森二世在水下收集样本。图片来源：Emily M. Klein/杜克大学

最后，还有自主水下航行器（AUV）哨兵，这是一种深海机器人，能够在水面以下6公里（3.7英里）处收集海洋学数据。与杰森不同，它不受连接到船上的电缆的限制。Sentry的科学传感器不仅从海洋深处收集数字图像，而且还使用多个声纳系统和磁传感器以3D方式绘制海底地图。

揭示人类对海洋环境的影响

NDSF的重要工作最近在哨兵时得到了强调 发现有毒农药滴滴涕桶的证据在加利福尼亚海岸附近的海底。然后由杰森检查了桶，验证了哨兵的发现并收集了桶的图像，其中许多已经破裂或有泄漏的迹象。

1972年，由于担心对人类和野生动物的毒性影响，美国禁止在国内使用滴滴涕。在这项禁令之前，最大的滴滴涕生产商之一位于加利福尼亚州洛杉矶县。据估计，在1947年至1961年期间，该公司每月在海上倾倒2，000至3，000桶与滴滴涕有关的废料，每年总共约有100万加仑的受污染废物。

NSF资助的发现发现，在3，000平方公里（1，158平方英里）的区域内，深海海底存在大规模的滴滴涕污染，滴滴涕和相关化学物质的水平比可能发生毒性作用的阈值水平高出160倍。研究人员将有毒物质的丢弃方式描述为“本质上草率”。

加利福尼亚州参议员黛安·范斯坦（Dianne Feinstein）组织了一次关于这一发现的国会简报会，称废弃的桶”西海岸最大的环境威胁之一."

NDSF的船只还被用来检查深水地平线漏油现场。在NSF快速反应研究计划的资助下，Sentry和Alvin调查了石油泄漏对深海生态系统的影响。

更多海洋等你去发现

杰森和阿尔文号船员录制的深海生态系统视频——比如阿尔文船员在加拉帕戈斯群岛海岸发现的热液喷口——也鼓舞人心，展示了在海面下还有更多值得探索的地方。

“当我们使用这些车辆观察和探索时，我们会发现更多关于深海的信息。这些车辆拍摄的图像帮助我们回答科学问题，并引导我们提出新的问题。我们希望通过分享深海环境的图像和视频，激励多元化的下一代海洋科学家，“米歇尔说。

希望NDSF制作的海底探索的景象和声音能够鼓励年轻观众有一天在深海的雷声之下进行深海冒险。

作者：

克里斯·帕森斯

AAAS海洋科学部科学技术政策研究员

克里斯·帕森斯（Chris Parsons）从事海洋哺乳动物和海洋保护研究已有近三十年的历史，他参与了包括南极洲在内的各大洲的项目。他目前是海洋科学司司长办公室主持的 2020-2021 年 AAAS 科学和技术政策研究员，从事海洋科学传播和政策方面的工作。在获得此奖学金之前，他是Speak Up For Blue productions的创意和科学内容总监，该公司是全球最大的独立自然播客公司之一，他为该公司主持并制作了多个海洋科学和环境播客。在此之前，他是乔治梅森大学环境科学与政策系的副教授，也是环境科学本科课程的主任。除了撰写有关海洋哺乳动物生物学和保护的教科书外，Chris还发表了180多篇关于鲸鱼和海豚和保护的科学文章和书籍章节。但是，播客（儒艮和海龙）和他参与的四本书，将海洋科学和角色扮演游戏《龙与地下城》结合起来，可能是他最喜欢的项目。他的名声是科幻作家道格拉斯·亚当斯（Douglas Adams）给了他他的旧打字机，他在上面写了《银河系漫游指南》。