地球系统第三个观测平台：海底观测的视野和视角

海底观测平台把深海大洋置于人类监测视域，这就从根本上改变认识海洋的途径，开创了海洋科学新阶段。

回顾人类认识世界的过程，也是一部不断扩展视野的历史。古人没有想到海洋有这么大，15世纪重新发现的“托勒密地图”上并没有太平洋，以为欧洲航海西行到亚洲并不遥远，否则哥伦布也许不敢冒这个险。当然更不会知道海底的地形起伏，会比陆地的高山深谷还大，这要等到20世纪中期，有了声波测深技术才能发现。现在我们知道，海水比河水多百万倍，海洋的平均水深3 700多米，隔了厚层的水，人类对深海海底的了解，还不如月亮和火星表面。而地球深处“地幔”中的水，又比地球表面的海水多出许多倍。^[1]

人类视域的突变发生在17世纪：用新发明的显微镜，看到了细胞，看到了微生物；用新发明的望远镜观察行星，提出了“日心说”，导致“哥白尼革命”。又一次的突变发生在20世纪：航天技术使人类克服地球引力进入太空，第一次看到地球的全貌，开始将地球看作一个整体，将地球上种种现象联结为“牵一发动全身”的系统，导致地球系统科学的产生。与17世纪发明“显微镜”相反，这次用的遥测遥感技术是一种“显宏镜”（macroscope），通过观测对象的缩小方才看到了地球整体。17世纪从地球向外看太阳系，带来哥白尼革命；20世纪从太空向内看地球，带来的科学进步被喻为“第二次哥白尼革命”。^[2](www.xing528.com)

这次“革命”对地球科学的影响极大，尤其是对浩瀚的大洋。人类对海洋的认识，大都是19世纪晚期以来通过航海从船上取得的，这种星星点点、断断续续的观测，带来了许多错觉和误会。例如，直到20世纪早期，测量海底地形的办法还是用绳子系上重锤抛到海底，用绳子的长度测算水深，如此得来的测点寥若晨星，绘在图上当然只能说明海底平坦，地形单调。再如，船上用温度计测量海水表层，只能测了上一点再测下一点，永远也画不出一张同时的海洋温度图。20世纪出现的遥测遥感技术从卫星获取地球信息，开辟了全新的对地观测系统，能够获取全球性的和动态性的图景，同时得到的不仅有海水表面的温度、风场、海流和波浪，而且有生产力、污染以至浅海地形等各方面的信息。

遥感技术的主要观测对象在于地面与海面，缺乏深入穿透的能力。隔了千百米厚的水层，遥感技术难以达到大洋海底。现在要问：能不能换一个视角：不要老是从海面看海底，可不可以从海底看海面，把观测平台放到海底？21世纪伊始，一个新的热点正在出现：这就是海底观测系统。假如把地面与海面看作地球科学的第一个观测平台，把空中的遥测遥感看作第二个观测平台，那么21世纪在海底建立的，将是第三个观测平台。海底的观测平台的功能是把深海大洋置于人类的监测视域之内，结果将从根本上改变人类认识海洋的途径，开创海洋科学的新阶段。