大约在公元前85年,一位名叫波西多尼奥斯的希腊人开始了一项奇特的使命。他没有运载货物或乘客,也没有参与战争。他只是想回答一个古老的问题:海洋有多深?波西多尼奥斯将他的船只停在地中海中央,哄骗他的船员放下近两公里的绳索,直到系在线尾的大石头最终触底。他和他的手下一定欢欣鼓舞——至少在他们意识到接下来必须把沉重的重量拉回船上之前。
在接下来的2000年里,海军测量员和海洋学家继续使用完全相同的费力的绳索和沉锤方法来探测海洋的深度。他们进展甚微也就不足为奇了。然后,在20世纪20年代,海洋学家开发了第一批回声测深仪——这种仪器可以通过将声波从海底反弹来测量深水。凭借这些设备提供的丰富测量数据,科学家们第一次瞥见了海洋盆地的真实形状。
在过去的几十年里,工程师们建造了越来越精密的声学设备,以加速绘制这片迄今为止隐藏的地球区域的地图。这些发展的主要推动力最初来自对国防的担忧,但最近经济方面的考虑已占据首位。
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从1981年美国开始,世界各海洋国家宣布其海岸线200英里范围内的水域和海底为“专属经济区”。为了帮助评估美国声称拥有的广阔海底区域的价值,国家海洋和大气管理局于1983年开始对新吞并区域的部分地区进行调查。这项工作(持续到1993年)绘制了大西洋、太平洋和墨西哥湾沿岸超过20万平方公里的海底地图。
在同一时期,国家科学基金会资助了两项较小的调查,以研究新泽西州和佛罗里达州西部海岸附近的部分海底。所有参与调查的船只都使用了多波束声纳,这是可用于测量海底地形的最现代化的仪器。
这些调查为了解美国大陆坡提供了前所未有的视角。虽然实际上没有阳光能穿透到如此深处,但计算机可以将海底景观渲染成仿佛海洋被排干后的样子。这种视角在规划近海工业活动时可能特别有价值。例如,海底电缆越来越多地承载国际通信,石油生产商正将钻井平台移至更深的水域。这些企业需要海底似乎稳定的地图——不易发生海底雪崩或强烈水流。海上废物处理也需要这些信息,因为沿海底运行的水流会扰乱废物沉降的地点。海底调查还有助于地质学家定位近海断层系统并评估其引发地震的风险。
在更广泛的科学层面,海底测绘正在提供关于塑造海底的地质力的基本知识。我们创建的这些图像为科学家提供了一种一览无余地观察广阔海底地形的方式——他们在研究遥远卫星和行星表面时早已享有的能力。这种视角现在为地球奇妙而复杂的演化提供了一些引人入胜的新见解。
作者 林肯·F·普拉特森和威廉·F·哈克斯比 多年来一直合作和独立地探测美国和世界其他地方的大陆边缘。普拉特森于1993年在哥伦比亚大学获得地质科学博士学位。他继续对海底地形进行研究,先是在哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站担任研究科学家,然后在科罗拉多大学博尔德分校的北极和高山研究所担任研究科学家。自1998年以来,普拉特森一直担任杜克大学尼古拉斯环境与地球科学学院沉积地质学副教授。哈克斯比于1978年获得康奈尔大学博士学位。从那时起,他一直在拉蒙特-多尔蒂地球观测站担任研究科学家,对海洋盆地进行研究。