海水挡住了视线,长期以来,人们无法得知海底的秘密,以致在人类科学事业相当发达的今天,对近在我们身边的海底,却仍然知道得不多。
要探索海底的秘密,第一步是要设法测得海深,这方面的工作,开始得很早。用根绳子系上重锤测深是一种古老而简便的方法,不过这只是在近岸浅海才行,大洋很深,用这个办法就不行了。在1520年时,麦哲伦曾试着在远海测深,他把仅有的800米绳子全部放了出去,重锤还没有触底,便说他已来到世界最深的地方。
事实当然不是这样,麦哲伦未免太不慎重了。
为什么不能用更长的绳子呢?绳子长固然测得更深,但太长了,绳子本身重量就会增加,要感知重锤什么时候触底就很困难了。重锤何时触底不知道,又怎么能测出海洋的深浅呢自从回声测深仪发明后,人们像长了一双能看透海水的眼睛,以前看不见的海底,现在看得一清二楚了,对海底的了解也比较正确了,从而大大改变了对海底的认识。
回声测深仪是利用声音在海底反射来测量海深的,就像我们在山谷中听到回声一样。你大喊一声,声波被山谷阻挡,反射回来,不久你便听到了回声。因为你的声音会向四面八方传出去,所以你听到的回声就不止一个,而是不断地有许多回声传到你的耳朵里,听上去很杂乱。回声探测仪跟这个道理差不多,不过它是用仪器来发射和接收超声波,人耳是听不到的。超声波可以定向发射,就是说它能射向某个单一的方向,这就避免了使用普通声源带来的误差。超声波发出后,遇海底反射回来,再接收它的讯号,这段时间,超声波白海面到海底走了一个来回,等于海深的两倍。已知超声波在海中平均每秒钟走1500米,把它乘上发出和收到的时间间隔,再除以2,海洋的深浅就可以算出来了。现代化的测深仪器,我们只要打开它的开关,海深就立即显示出来。测量3000米的海底,只需4秒钟,可以边开船边测量。仪器上还装有自动记录装置,能够自动地把海底的形状连续地记录下来。它绘出的地形图比用绳子测量后人工绘出来的要精确多了。
回声测深仪是名副其实的火眼金睛,是人们探测海底的好帮手。
但是回声测深仪也有不足之处,因为它只能告诉人们测量船航线上的地形起伏,也就是说只是一条线上的情况,而不能对海底进行平面性的测量。20世纪六七十年代以来,人们又研制出了旁视声呐(也叫旁侧声呐)装置。旁视声呐发射的超声波波束不止一个方向,这样,发射的声波就能构成一个带状,覆盖住海底。随着船只的航行,这个带状海底就变成一个平面海底了。凸起的海底和凹陷的海底所反射的回波信号不同,它们在记录纸上显示的颜色深浅也各异。于是,根据记录图纸,便可获得测船航线两侧海底平面带内的地貌图像,好像从空中拍摄一幅大地的照片。
当然,利用回声测深仪和旁视声呐只能了解海底的地形,而海底的地质结构、沉积物属性等就无能为力了。要了解这方面的情况,还需要用更现代化的浅地层剖面仪和取样器。
有了这些如同火眼金睛的先进的仪器,再经过一番探测和研究,人们对海底的面貌就有了清楚的了解。原来,海底并不像人们想象的那么平坦,那么单调,像一口四周浅、中央深的巨锅那样,它和我们见到的陆地表面一样,有高山,有深沟,当然也有平原和丘陵。基本轮廓大致可分为,大陆架、大陆坡、大陆基、海沟——岛弧以及大洋盆地、洋中脊、海山和其他海底隆起。前四种又合称"大陆边缘"。