如果问地球上已知最深的海域究竟有多深,很多人可能会脱口而出:大约10935米。
这个数字确实经常出现在关于马里亚纳海沟的资料中,但如果把问题交给真正负责测量海洋深度的科学家,答案就没那么简单了。
位于西太平洋马里亚纳海沟南端的“挑战者深渊”,是目前已知海底最深的区域。它并不是地图上一个孤零零的深坑,而是由三个相互连接的盆地组成。其中中央盆地相对较浅,西部盆地更深,而最深的位置位于东部盆地。
过去几十年来,科学家已经多次对这里进行测量,可不同研究得到的结果依然存在差异。常见的10935米这一数字,主要来自2021年的一项研究,但它并不能代表这个问题已经彻底得到解决。
测量海洋深度听起来似乎并不困难,实际上却相当复杂。科学家长期以来主要使用两种方法:一种是直接测量海水压力,需要把传感器送到目标深度;另一种则是声学测深,也就是从船上向海底发射声波,再根据声波往返所花费的时间计算深度。
1960年,人类就已经乘坐深潜器抵达过挑战者深渊的西部盆地。相比之下,利用声波进行测量更加方便,因此经过几十年的技术改进,它依然是绘制海底地形最重要的方法之一。自20世纪80年代以来,日本研究人员也持续对这一海域进行重复测量。
真正麻烦的地方在于,声波在海水中的传播速度并不是固定不变的。
水温、盐度、压力以及其他海洋环境因素,都可能对声速产生影响。挑战者深渊如此之深,声波从研究船到达海底再返回,大约需要15秒。即使传播速度只发生细微变化,最终计算出来的海底深度也可能出现明显差别。
一项新的日本研究就专门分析了这种影响。研究人员建立了5种不同的海洋环境模型,并将日本科考船“Hakuho-maru”在2023年获得的声学测深数据带入计算。
结果相当有意思。
对于挑战者深渊东部盆地,不同环境条件下得到的深度估计值从10914米一直到10932米,相差达到18米。
对于普通人来说,18米可能只是一个很小的数字。但当研究对象是地球最深的地方时,这样的差距已经足以说明,所谓的“精确深度”并不像想象中那么容易确定。
研究团队随后建立了一个他们认为更加符合实际情况的模型。除了2023年的声学数据,他们还加入了同一次调查获得的海水温度和盐度资料。这些数据覆盖海面以下约1900米的区域,同时又结合了“Hakuho-maru”在1992年获得的完整深度海水环境资料。
这样做的原因是,靠近海面的海水环境变化更加明显,而深层海水相对稳定。将两类数据结合起来,可以让模型同时考虑近期的上层海洋变化以及深海区域较为稳定的环境条件。
经过综合计算,研究人员最终得到的结果是:挑战者深渊东部盆地的深度约为 10927米,也就是大约35849英尺。
那么,这是不是目前最准确、最终确定的地球最深点深度?
答案仍然是否定的。
研究人员明确表示,10927米只是针对这组数据和他们所采用的模型得到的一个较为合适的估计,并不能被视为地球最深处的最终答案。
这项研究真正有意思的地方,也许并不在于把10935米改成10927米,而是让我们看到一个容易被忽略的问题:想要准确测量海底,就必须同时了解海底上方数千米甚至上万米的海水。
换句话说,人类面对的并不是一个静止的“海底坑”。
从海面一直到地球最深处,整个水体本身都在影响我们的测量结果。温度、盐度、压力等因素发生变化,都会让声波的传播速度产生变化,而这些微小变化最终可能反映到海底深度的计算上。
所以,如果只是为了方便记忆,说挑战者深渊大约有10.9公里深没有问题。但如果追求科学上的精确,就必须承认:关于地球最深处究竟有多深,我们目前仍然没有一个绝对确定的数字。
人类早在几十年前就已经抵达过那里,也拥有越来越先进的深海探测设备。然而,直到今天,我们依然需要不断改进测量方法,重新分析数据。
这或许正是深海最令人着迷的地方——即使人类已经亲自抵达过地球最深处,想要真正把它精确描述清楚,仍然是一件相当困难的事情。
原文:https://www.iflscience.com/why-we-still-dont-truly-know-the-exact-depth-of-the-oceans-deepest-point-84713