原標(biāo)題：天眼巡海識峰辨谷

潛艇永遠(yuǎn)看不到它們的臨近。2005年，美國海軍核動力潛水艇“舊金山”號在西太平洋撞擊到一座海底死火山，導(dǎo)致一名船員死亡，潛艇受損。盡管潛艇設(shè)法返回關(guān)島船塢，避免了一場更大的災(zāi)難，但這一事故依然凸顯了海洋地質(zhì)學(xué)家面對的最大問題：當(dāng)前地球上的海洋絕大部分仍不為人知。

當(dāng)前，船舶載荷的高分辨率設(shè)備僅繪制出約10%的海床地圖，繪制全球地圖的科學(xué)家不得不依賴于一種間接方法：利用地球在軌雷達(dá)衛(wèi)星跟蹤海洋水表微弱的起伏輪廓，它們可以反映海床狀況。去年10月，一篇發(fā)表在《科學(xué)》雜志的文章表示，即便是最先進(jìn)的地圖，也很難對低于2千米的海底山脈進(jìn)行分辨或定位。

然而，一項新研究卻證明了搭載在一顆印度衛(wèi)星上的一個法國雷達(dá)設(shè)備可以極大地提高海底地圖的繪制能力，讓海底潛艇沿更加安全的路線行進(jìn)，同時還有助于氣候科學(xué)、漁業(yè)科學(xué)研究以及海嘯預(yù)測。

這個法國雷達(dá)設(shè)備名為“AltiKa”，可以使已知的海底山脈數(shù)量從目前的1萬上升至10萬，美國馬里蘭大學(xué)帕克分校海洋地球物理學(xué)家Walter Smith說。“我們將用AltiKa發(fā)現(xiàn)更多以前未發(fā)現(xiàn)的海底山。”他說，“海底有多少山脈在等待發(fā)現(xiàn)？這是個有待研究的問題。”

AltiKa（搭載于印度SARAL衛(wèi)星之上，在2013年發(fā)射）是一個用來測量海洋表面高度的雷達(dá)高度計。該設(shè)備主要是為希望跟蹤海平面上升情況的氣候研究人員提供服務(wù)。和其他衛(wèi)星雷達(dá)高度計一樣，它同樣可以用于探測海底山上方海水的微弱凸起，因為那里的重力會略微增加。

如果去掉潮汐和天氣對海洋表層水形態(tài)的影響，科學(xué)家就可以確定引力信號，從而判斷一座海底山的高度與形狀。和其他大多數(shù)依賴Ku雷達(dá)波段的衛(wèi)星雷達(dá)不同，AltiKa利用Ka波段雷達(dá)對海洋進(jìn)行掃描，該波段發(fā)射的波長較短，其特點是擁有更小的足跡與更快的采樣率。Smith表示，在太平洋的三個地點，AltiKa均可觀察到高度僅有1千米的海底山。

Smith關(guān)于AltiKa儀器特殊用途的研究進(jìn)展日前在線發(fā)表于《海洋大地測量》期刊。對此，夏威夷大學(xué)海洋地質(zhì)學(xué)家Paul Wessel表示，這項研究是一個很好的例證，表明AltiKa可以讓海洋地質(zhì)學(xué)家更清晰地了解海底狀況。“它使得這一封存的挑戰(zhàn)向前推進(jìn)了一點。”

其帶來的科學(xué)報酬不只有利于水下航行。例如，海嘯波對海底的崎嶇狀況極為敏感；海底山會使經(jīng)過的海嘯變慢、發(fā)生彎曲，并使其能量發(fā)生偏轉(zhuǎn)。一幅更好的地圖可以提高海嘯預(yù)警能力。同樣，海洋內(nèi)波對海床崎嶇度也很敏感，海洋內(nèi)波可以把海洋深部低溫、富含營養(yǎng)的海水搬運至海洋表面，同時把溶解了二氧化碳的海水輸送至海洋深處。“更好地了解海洋深部的狀況無疑可以改善我們當(dāng)前使用的混合模型。”馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所物理海洋學(xué)家Steven Jayne說。

海底山脈對于生態(tài)環(huán)境來說也極為重要，因為在海底山脈附近涌出的富含營養(yǎng)的深部海水，給許多物種提供了富含營養(yǎng)的棲息地。但是更加精確的海底地圖也具有一個缺點，康涅狄格州水族館生態(tài)學(xué)家Peter Auster說，它可能會助長部分破壞性商業(yè)漁業(yè)活動，這類商業(yè)活動往往針對海底山脈，會迅速捕盡那些地方的魚類。另一方面，Auster說，一份更加完整的地圖可以幫助生態(tài)學(xué)家進(jìn)一步拼湊生態(tài)地理學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)化模式：相互關(guān)聯(lián)的物種如何從一座海底山到達(dá)另一座海底山。

現(xiàn)在，AltiKa正在其軌道上以相對較窄的路徑一圈接一圈地跟蹤海洋表面的動態(tài)。由于SARAL再過幾年就會到達(dá)在軌壽命終點，Smith希望，該項目負(fù)責(zé)人會讓衛(wèi)星進(jìn)入環(huán)球映射軌道。他指出，衛(wèi)星Jason 和衛(wèi)星CryoSat-2最后就采取了這項策略，兩顆衛(wèi)星獲得的引力數(shù)據(jù)均有助繪制一幅地圖，相關(guān)研究去年已發(fā)表在《科學(xué)》雜志。

AltiKa首席科學(xué)家、法國格勒諾布爾地球物理和工業(yè)流體實驗室科學(xué)家Jacques Verron表示，印度和法國此前并未正式討論過改變該衛(wèi)星軌跡以制作全球引力地圖的問題，但是他計劃接下來向印度航天局提出這一問題。（魯捷）