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- @8 {( H% X+ c 佛罗里达向来以美丽的沙滩和海景著称。当人们眺望辽阔的大海时可能不会想到,在蔚蓝的海底,居然隐藏着一座水下海洋实验室! ; x5 c9 g$ X; B0 Z- G, N, e9 \
Aquarius Reef Base是这座实验室的大名,直译过来叫水瓶宫礁石基地。Aquarius位于佛罗里达国家海洋保护区9千米的水下,离海面有19米,紧挨着一座叫“海螺礁”的珊瑚礁。“水瓶宫”1986建成,潜水员可以从“水瓶宫”每天下潜到大约95英尺的深度,保持6-9个小时的海洋作业。目前“水瓶宫”是世界上唯一的水下海洋实验室,主要进行海洋科学研究和培训NASA的宇航员,由佛罗里达国际大学负责管理。
" `* x5 V9 l% h “水瓶宫”是由几部分组成的: 2 w" w3 u# q7 U
- _: G+ U0 b! @8 O 在海底的主体居住的部分是抗压的双锁舱体,长43英尺,宽9英尺,高16.5英尺,重约85吨。进入“水瓶宫”的时候需要经过“湿走廊”,舱体有一个500立方英尺的空间,里面有各种电脑设备,实验室,电力系统,窗户和卫生间等。另外还有一个大舱,里面有6张床位,电脑设备,两个大舷窗和厨房(里面有微波炉有热水有好多好吃的!)等。两个舱的生命支持控制系统都是相互独立的,可以单独降压升压。
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“水瓶宫”的基座重达116吨,有四个含有25吨铅压舱的“脚”。这些脚都可以单独调节,从而避免由于海啸,地震等带来的地基不稳。
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除此之外,“水瓶宫”还有一个水上浮力系统(Life support Buoy),漂在“水瓶宫”的上方。浮力系统含有一个通信塔和发电机,空气压缩机,雷达,电话和微波通信装备,这样源源不断的给水下的主体舱提供压缩空气和氧气,电,以及无线通信。 : S6 P: J' g9 x/ z! m) O
% A8 x- ~4 m @$ | 当然决不能少的还有远程控制中心。这个中心在离“水瓶宫”12千米的岸上,有watch desk和“水瓶宫”里面保持不间断通信。中心还有其他用于实验和潜水的设备可以用,不多描述。 & }. R; p$ U6 A7 j
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至于为什么要建这个水下实验室,其实是为了防止普通潜水中出现的“减压病”,减少上升下潜的时间从而更有效率。“水瓶宫”采用“饱和潜水”,百度百科里面对于饱和潜水的介绍很不错,引用过来给大家做一个简单的介绍: ! J! M3 P% Q+ P+ L* a1 u9 ~
在几十米的水下,人呼吸压缩后的普通空气就行。但随着深度增大,水下呼吸普通空气,其中的氮气在高压下易引发“氮麻醉”,而且呼吸阻力也随水压增大。这时只能呼吸氦等惰性气体和氧的混合气体来进行更深的潜水作业。而惰性气体吸入后会融进人体血液,这就决定潜水员在水下作业时间越长,上浮减压的过程就越长,潜水作业效率将大大降低。如果不按规程进行减压,溶解在体内的惰性气体将在潜水员的关节或身体组织中形成气泡,会造成严重的减压病,甚至会危及生命。 人如果在高压下逗留到一定时间,其血液组织里渗入的气体就会达到饱和程度。从这一程度起,只要压力不变,即使再增加停留的时间,血液和组织里的气体含量也不会改变。这就像一只盛满了水的杯子,它的含量达到了极限,再加一滴也是不行的,无论把水龙头再开多长时间,效果总是一样的。当潜水员在某一压力下连续停留24小时后,身体组织中溶解的惰性气体量也就达到了最大限度。严格地说,这时吸入的惰性气体与呼出的量相等,处于动态平衡。机体被惰性气体饱和得愈多,其安全减压时间也愈长。如果溶解量达到一定极限,不再增加,其减压时间也可始终保持不变。根据这一发现,潜水员在海洋的某个深度工作一段时间后,不必匆忙回到海面上来减压,他可以继续在海中呆下去,直到工作干完后再返回海面,进行一次减压就行了。这种潜水方法,就叫做“饱和潜水”。饱和潜水使潜水作业时间大大增加了,潜水工作效率也得到了很大提高。当然了,就像其他任何在海底的东西一样,“水瓶宫”也是非常受海底的贝壳,海藻,小鱼小虾,大鱼大肉(误,划掉)的喜爱的。很多小贝壳什么的就附着在表面开始生长,本来锃明瓦亮的“水瓶宫”慢慢也成了一块人造礁石,需要经常性的把外面的贝壳海藻清理掉。 , j; ?8 S# g5 d+ z* _
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1 H; F9 z3 g" j 建造“水瓶宫”其实是一个系列任务。之前美国海军就已经建造了很多实验性的水下作业系统。现在“水瓶宫”已经是一个比较完善的系统,能够让6名科学家在水下生活两周。在这两周时间里,科学家其实大部分时间并不是坐在窗前看鱼啊,他们基本都待在外面干活。研究最多的是珊瑚和海绵。大家应该知道由于全球气温升高,海水酸化以及人为破坏等等,珊瑚礁生态系统已经是岌岌可危,很多本来色彩斑斓的珊瑚“白化”失去了颜色,就像人得了白化病一样。(具体可以问研究珊瑚的 % \% y' E- t6 S. I( l& Q. ?) m. _
)。“水瓶宫”对于珊瑚的连续观察和保护性繁殖都提供了所需要原位的实验,得到了很多非常珍贵的数据。当然不止珊瑚了,海底还有很多其他好玩的东西可以研究,比如我基友去研究的,巨大的海绵!他们在水下每天的日常就是把一个个大海绵围起来,用放了各种sensor的探头来测量海绵每天“吃什么,吐什么”,和海绵一起生活的细菌每天产生多少CH4和CO2等等,比如这样:
; H8 j+ _: N0 i! V0 V8 |. v- T1 P NASA也会把宇航员送下去做测试
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( k. ]3 w$ r9 v" \ {/ } 每天最舒服的时间,就是完成任务回来以后,坐在窗边,一边吃东西,一边看外面的海底世界。
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+ s' x' x- @) f+ s8 V @% n 有时候看到很多大鱼大肉,很快就又饿了,当然有时候那些大鱼大肉看到你也觉得饿……
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用Dr. Greg Stone的话结束吧, “Living in Aquarius was like a spaceflight, a submarine ride, and a week in a college dorm wrapped into one.”更多海底的照片,请参考海底是什么样子的?生活着什么生物?是不是黑得什么也看不见,静得什么声音都听不见? - 梅洋汤的回答
' ?5 |. f1 [+ v! ? 想知道怎么潜入千米深的海底,请参考为什么詹姆斯・卡梅隆团队的深潜器下潜深度达到万米,蛟龙号只有 7000 米? - 梅洋汤的回答 0 T0 R# a) V" q) Z
深海鱼虾打捞上来会不会爆炸?有图为证深海鱼在深海中承受巨大水压,出水面后是否会体积膨胀造成肉质松软的口感? - 梅洋汤的回答
% |: A5 I c0 S) G3 I 小伙伴们做什么可以帮到我们的海洋科学有大发展?目前深海探索的主要限制是什么? - 梅洋汤的回答 . N/ t9 \9 ]* \, w/ Y0 i% f! Z
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