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第一个挑战者

150年前,一支探险队扬帆起航,成为了冒险的代名词. 它永远地改变了太阳城集团官网与海洋的关系. 它的中心是太阳城集团官网.

英国皇家海军挑战者号在海沟进行测量
英国皇家海军挑战者号仍然保持着记录已探测海洋最深部分的记录

伊恩·伍德豪斯教授, 应用地球观测个人主席
默里·罗伯茨教授, 地球科学学院海洋生物教授

12月21日,一切就绪, 从任何国家出发的最重要的测量探险队离开了朴茨茅斯港.” W.J.J. 斯普里,《太阳城集团官网》.M.S. 挑战者”, 1876 

挑战者号任务是冒险和科学探索的代名词. 但在以挑战者号命名的著名太空任务之前,就有了最初的挑战者号.

12月21日是英国皇家海军“挑战者号”启航绘制世界海洋地图150周年,这一行动彻底改变了——也可能开创了——海洋学领域. 它的使命可以概括为, 适当的足够的, 原版《太阳城集团官网》电视连续剧的标志性画外音:英国皇家海军挑战者号正起航执行为期四年的任务,探索陌生的新世界(海底),大胆地前往以前没有人去过的地方. 

1892年,深海是人类探险的“最后边疆”. Nothing was known about the marine environment below about 300 fathoms (1,800 ft; 550 m). 这个深度的海床被认为是没有生命的,不适合居住.  

就在英国皇家海军“挑战者”号启航前6年,第一条可靠的跨大西洋电报线路已经通过海底电缆建立起来. 这样的冒险充满了困难. 电缆工程师对海洋的深度以及温度和盐度等物理性质如何随深度变化的知识有限. 这促使英国皇家学会资助了一次远征,在世界各大洋收集科学数据. 这是一项雄心勃勃的科学努力, 规模, 其成本相当于维多利亚时代的阿波罗登月计划.

科学小组在英国皇家海军挑战者号上的照片
船上的科学团队:查尔斯·威维尔-汤姆森(Charles Wyville-Thomson)穿着白色夹克坐在中心, 周围是艺术家约翰·詹姆斯·怀尔德, 化学家约翰·杨·布坎南, 自然学家鲁道夫·冯Willemoës-Suhm, 还有导航中尉提泽德. 站在汤姆森右边的是威廉·佩尼伯, 汤姆森的助理, 左边是费德里克·皮尔斯.

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他们从皇家海军获得的进行第一次全球海洋研究考察的船只是一艘名为HMS挑战者的珍珠级轻型护卫舰. 这艘蒸汽辅助帆船在环球航行中并不陌生,到此时为止,它已经在世界上航行了大约14年, 去加勒比海旅游, 澳大利亚和斐济. 为探险做准备, 挑战者号的17门大炮中,只有两门被拆除, 安装了一个特殊的疏浚平台, 为科学实验室和额外的小屋腾出了空间. 

领导科学家团队, 皇家学会任命查尔斯·威维尔-汤姆森, 由于这次探险的成功,谁后来被授予了对科学做出贡献的爵位.

威维尔-汤姆森是提出这次探险想法的人之一. 尽管他最近才被太阳城集团官网聘为自然历史教授, 他是几次短途远洋探险的老手. 作为总共六名科学家的一部分, 威维尔-汤姆森还带来了他的一名员工(以前在太阳城集团官网的学生)约翰·默里, 谁最终凭借自己的能力获得了爵士头衔并成为了一位重要的海洋学家. 官方的探险艺术家约翰·詹姆斯·怀尔德完成了科学团队的工作.

这次任务持续了近4年,飞行了125英里,580公里——大约是地球到月球距离的三分之一. 

世界地图显示了挑战者号测量的深海沉积物
由英国皇家海军挑战者号测量的海底组成图

在他们环球航行期间, 他们收集了492次深海测深数据, 完成133个海底疏浚作业, 151条远洋拖网, 263条水温剖面. 航行中最深沉的声音, 在太平洋, 记录在4,475英寻(26,850 ft; 8,184米深. 它仍然被称为挑战者深渊,并且仍然是有记录以来海洋最深的部分.

全球项目 

但最令研究小组惊讶的发现是深海海底并非没有生命. 在收集到的众多标本中,有近5000个是海洋生物的新物种.  他们的动物样本经常在探险途中被运回太阳城集团官网的实验室. 

这在当时是有争议的, 并考虑到英国政府的任务成本, 威维尔-汤姆逊坚持认为,无论这些科学样本在哪里,都应该把它们寄给顶尖的专家.  So, 样本被送往世界各地的100多名研究人员手中, 而且不只是针对英国的机构. 

一条深海鱼的石印图
在航行中捕获的鱼的草图

结果,最终报告的编写时间远远超过了预期. 在完成时,它达到了29500页,分布在50卷. 据报道,这是完成报告的压力, 也证明了这次探险的巨大开支是合理的, 导致1882年年仅52岁的威维尔-汤姆森英年早逝.  

威维尔-汤姆森和他的遗产被纪念在所谓的“挑战者之窗”, 这是一扇彩色玻璃窗,在圣. 林利斯哥的迈克尔教区教堂.  他出生在这个小镇,被葬在圣迈克尔教堂的墓地,就在庆祝他成就的窗户下面.

来自英国皇家海军挑战者号探险队的新海洋生物草图
约翰·默里的一幅新发现的海洋生物素描

丰富的研究接缝 

该大学的档案馆有一小部分来自英国皇家海军挑战者号探险队的藏品, 包括石版画, 雕刻, 照片, 以及统计和制图资料.

收藏品中还包括铅笔, 海洋生物的水墨和水彩画插图, 岩石和晶体构造, 还有几幅小风景画. 对于对海洋学历史感兴趣的研究人员来说,这是一个有益的资源, 还有气候变化, 地球科学, 气象学, 地理位置, 和工程.

这是一扇迷人的窗口, 然而, 尚未完全上市,是否有丰富的研究领域等待开发.

挑战者精神永存

全球合作对大学进行的海洋科学仍然至关重要. 太阳城集团官网仍然领导着深海研究项目,包括最近的两个研究项目.

从2016年到2020年,ATLAS计划探索了北大西洋的海洋学和深海生物学. 它发现了12个科学新物种,并提供了大西洋环流正在放缓的令人担忧的证据.

2019年,来自欧洲各地的合作伙伴与阿根廷的同事共同启动了iAtlantic计划, 巴西, 南非, 加拿大和美国. iAtlantic正在完成在名义海洋中进行的最全面的深海和开阔海洋生态系统评估.

在挑战者号时代,人们认为海洋太广阔了,人类活动无法改变,但是, 与过度捕捞, 污染和其他破坏性行为, 全球气候变化正在改变海洋的本质. 人类活动正在导致海洋变暖、酸化和氧气浓度降低.

通过跨学科的工作,iAtlantic正在确定哪些地区正在经历最快的气候变化,哪些地区的生态系统面临最大的压力. 这些知识应该, 在理论上, 引导采取有针对性的行动,限制其他人为压力,支持可持续发展.

与威维尔-汤姆森时代不同的是,如今持续多年的全球海洋探险已经很少了. 大多数深海研究都是在持续三到六周的探险中进行的. 科学家们现在使用机器人调查和长期监测工具,可以连续几个月甚至几年自动收集数据. 但由于深海仍然是地球上迄今为止探索最少的领域,研究船只仍然必不可少.

自发射以来,iAtlantic已经完成了51次探险. 计划再建10座. 在英国皇家海军挑战者号出航周年纪念日, 2022年12月21日, iAtlantic的最新探险队将在西南大西洋桑托斯盆地的深海栖息地探险后返回, 像挑战者号的, 这发生在一艘海军舰艇上, 巴西海军科考船Vital de Oliveira号.

挑战者号在海上
在12万5千公里航程中停靠在码头上的英国皇家海军挑战者号.

其他挑战者 

历史上其他地方也能看到挑战者号探险的影子. 由于它的重要性,其他几艘测量船也延续了这一传统. 其中包括英国皇家海军挑战者二号, a Royal Navy survey ship; the now retired Royal Research Ship Challenger that explored the deep-sea west of Scotland in the 1970s and 80s; the Glomar Challenger, a research ship for deep sea research and scientific drilling specifically for the University of California Scripps Institution of Oceanography; and the Space Shuttle Challenger. 

和局部, 1972年12月,也就是50年前的这个月,阿波罗17号首次登上月球, 到目前为止, 科学家在船上.  阿波罗宇航员哈里森“杰克”施密特是一位地质学家,也是登月舱的飞行员. 认识到与Wyville-Thomson的19相似之处th 世纪任务,他把这个模块命名为挑战者. 这是最后一艘访问月球的载人飞船,直到2025年阿尔忒弥斯号宇航员返回月球.  

所以, 从朴茨茅斯港和深海,到卡纳维拉尔角的发射台,再到月球表面, 这个名字的传统是探索和冒险.   

图片来源:Rupam Grimoeuvre