正在逝去的泰坦尼克，永不落幕的海洋之心

正在逝去的泰坦尼克

永不落幕的海洋之心

世界經(jīng)典愛(ài)情電影《泰坦尼克號(hào)》的熱度多年不減，讓無(wú)數(shù)人見(jiàn)證了一段凄美的愛(ài)情故事和永恒的海洋之心，而作為電影中最大的主人公、最為著名的沉船——泰坦尼克號(hào)，在它沉睡的一百多年里，也依然吸引著全世界的目光。

泰坦尼克號(hào)舊照（圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

泰坦尼克號(hào)復(fù)原圖（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

近日，據(jù)美國(guó)媒體報(bào)道，泰坦尼克號(hào)的殘骸正在逐漸消失，有專(zhuān)家認(rèn)為隨著時(shí)間的流逝，沉船殘骸將在幾十年內(nèi)完全消失，讓人不禁感嘆大自然的無(wú)窮力量。那今天就帶大家來(lái)了解一下，鋼鐵怪獸——遠(yuǎn)洋巨輪沉入海底后會(huì)經(jīng)歷什么吧。

泰坦尼克號(hào)俯瞰圖

圖為美國(guó)國(guó)家地理雜志中文版《華夏地理》雜志推出的《泰坦尼克號(hào)百年紀(jì)念專(zhuān)輯》所公布的泰坦尼克號(hào)殘骸細(xì)節(jié)

海洋腐蝕環(huán)境通常分為海洋大氣區(qū)、浪花飛濺區(qū)、潮差區(qū)、海水全浸區(qū)和海泥區(qū)五個(gè)腐蝕區(qū)帶。而沉船主要被腐蝕的環(huán)境為海水全浸區(qū)和海泥區(qū)，多數(shù)沉船會(huì)因?yàn)橹亓Φ脑蛞活^栽入海泥中，身處兩種海洋腐蝕環(huán)境的交界處，這也就解釋了為什么像泰坦尼克號(hào)這樣的鋼鐵巨獸會(huì)在短短百年的時(shí)間中腐蝕殆盡。

海水腐蝕原理（圖源中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)）

海水腐蝕

沉船在海底面臨的最為普遍的腐蝕即為海水腐蝕，海水腐蝕受到溶解氧的含量、含鹽量、海水的PH值、流速、溫度等等因素的影響，而深海環(huán)境中海水對(duì)鋼鐵的腐蝕主要是合金與海水間的電化學(xué)反應(yīng)。

海水與海泥交界處對(duì)金屬的腐蝕作用（圖源網(wǎng)絡(luò)）

在泰坦尼克的時(shí)代，多數(shù)巨輪采用的主要材料仍為鋼鐵，即簡(jiǎn)單的鐵合金。而這種鋼鐵的腐蝕速度受溶解氧的影響，即使在5000m以上的深海中溶解氧都足以導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生。而在深海中低碳鋼受腐蝕形成的主要銹層是羥基氧化鐵（FeOOH），這種產(chǎn)物并不能形成保護(hù)膜，反而會(huì)導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物形成疏松多孔的質(zhì)地加劇反應(yīng)的發(fā)生。

另外，泰坦尼克號(hào)沉船位置在紐芬蘭島以東約610公里處，雖然身處3800多米的深海，但是強(qiáng)勁的洋流仍然加劇了它的消失。

北大西洋暖流被譽(yù)為全世界最為有利的洋流，它為墨西哥灣帶來(lái)溫暖，讓摩爾曼斯克港稱(chēng)為不凍港，雖然表面上來(lái)看，它的影響深度最多只有1000m，但是卻造就了深海的溫鹽輸送帶。

北大西洋的部分冷水團(tuán)在深層以西邊界流的形式向南流去，進(jìn)入南極后變?yōu)槔@極地急流，流入印度洋和太平洋后轉(zhuǎn)為上升流，從而加入表層洋流再次匯入北大西洋。而這一過(guò)程，也使得海底的鹽度、溫度發(fā)生著明顯的改變，雖然泰坦尼克號(hào)沉沒(méi)的時(shí)間僅有該循環(huán)周期的十分之一，但是這一輸送帶對(duì)泰坦尼克號(hào)的消失卻起了不小的助力。

泰坦尼克號(hào)沉船地點(diǎn)（圖源網(wǎng)絡(luò)）

大西洋洋流示意圖（圖源網(wǎng)絡(luò)）

海底沉積物腐蝕

海底沉積物對(duì)于沉船的腐蝕作用嚴(yán)格來(lái)講是土壤的特殊腐蝕形式，海底沉積物為固、液兩項(xiàng)組成的非均勻體系，與陸地土壤相比少了大氣的作用影響，但由于海底獨(dú)特的高鹽、高壓、低氧的環(huán)境，因此腐蝕的強(qiáng)度只增不減。而前文提到的五種海洋腐蝕帶中其中存在的一個(gè)腐蝕峰值就位于海水海泥交界處下方，這里非常容易產(chǎn)生海泥/海水腐蝕電池，其年腐蝕率為0.03~0.07mm，正在以極快的速度蠶食著泰坦尼克號(hào)的殘骸。

生物腐蝕

雖然泰坦尼克號(hào)位于深海，生物種類(lèi)已經(jīng)急劇下降，但是微生物的腐蝕作用仍然不容小覷。也正是由于各種微生物的腐蝕作用使得泰坦尼克號(hào)的殘骸結(jié)構(gòu)變得十分松散，因此對(duì)其打撈工作遲遲無(wú)法開(kāi)展。由于深海海底缺氧的環(huán)境，因此在微生物腐蝕中起主要作用的是厭氧細(xì)菌，而其中的硫酸鹽還原菌是導(dǎo)致金屬腐蝕的主要原因。

硫酸鹽還原菌（圖源網(wǎng)絡(luò)）

海水中異化鐵還原菌導(dǎo)致的金屬腐蝕原理

圖源《海水環(huán)境中異化鐵還原菌所致金屬材料腐蝕的研究進(jìn)展》

微生物學(xué)家羅伊·卡利茅就曾對(duì)泰坦尼克號(hào)上的微生物腐蝕進(jìn)行了詳細(xì)研究，這些厭氧菌和其它微生物組成群落在泰坦尼克號(hào)上安家，它們以鋼鐵結(jié)構(gòu)為食，將鐵置換進(jìn)入海水，形成冰凌狀的銹柱?，F(xiàn)在，通過(guò)深海影像我們可以看到，泰坦尼克號(hào)上已經(jīng)掛滿了這樣的銹柱，對(duì)其打撈工作也因此止步不前。

對(duì)此羅伊曾說(shuō)：“當(dāng)我們制造‘泰坦尼克號(hào)‘的時(shí)候我們使用了鐵，它不幸沉沒(méi)?，F(xiàn)在，大自然通過(guò)銹柱讓鐵溶入海洋。這是大自然對(duì)物質(zhì)再利用、再回收、再循環(huán)的一個(gè)例子?！?/p>

泰坦尼克號(hào)船身銹柱

圖源美國(guó)國(guó)家地理雜志中文版《華夏地理》雜志推出的《泰坦尼克號(hào)百年紀(jì)念專(zhuān)輯》

但是相比深海沉船中單調(diào)的微生物腐蝕來(lái)說(shuō)，許多在淺海沉沒(méi)的船只面臨著更加嚴(yán)重的生物腐蝕，但同時(shí)也擁有著更豐富的生物群落。許許多多的沉船孕育、庇護(hù)著無(wú)數(shù)海洋生物，而這些生物也讓沉船們煥發(fā)新的生機(jī)。

淺水區(qū)的沉船可以受到更強(qiáng)烈的波浪和洋流的力量，導(dǎo)致其更快地分解。同時(shí)由于更接近水面，海水的溶氧量更高，接受的光照也更加充足，讓沉船逐漸變成海洋生物的天堂。最先在沉船上安家的是需要充分光合作用的藻類(lèi)，它們利用光能產(chǎn)生化學(xué)能，產(chǎn)生了珊瑚需要的糖分。而沉船則為珊瑚幼蟲(chóng)提供了完美的附著地和豐富的金屬元素。這些藻類(lèi)和珊瑚就吸引了鸚嘴魚(yú)的到來(lái)，鸚嘴魚(yú)以藻類(lèi)為食，它們清除阻礙珊瑚生長(zhǎng)的過(guò)多藻類(lèi)來(lái)維持珊瑚和藻類(lèi)的平衡。

鋼鐵庇護(hù)下的海洋生物（圖源網(wǎng)絡(luò)）

因此，沉船逐漸形成了一套生態(tài)系統(tǒng)，在礁石中棲息的生物也越來(lái)越豐富。也是因此，面對(duì)著日漸減少的珊瑚礁，許多地方采取在淺海沉船中人工移植珊瑚的方式來(lái)恢復(fù)珊瑚礁的生態(tài)環(huán)境，讓越來(lái)越多的海洋生物在此安家，也作為感謝自然饋贈(zèng)的方式。

淺海沉船上繽紛的珊瑚礁（圖源網(wǎng)絡(luò)）

淺海沉船生態(tài)系統(tǒng)（圖源網(wǎng)絡(luò)）

在未來(lái)的幾十年里，隨著腐蝕的不斷加劇，泰坦尼克號(hào)終將化為鐵泥回歸自然，但是萬(wàn)物終有循環(huán)，而愛(ài)永不落幕。

電影《泰坦尼克號(hào)》劇照（圖源網(wǎng)絡(luò)）

作者：朱嘉寧

美編：蔣青青

校對(duì)：張崧 王海波

來(lái)源：中科院地質(zhì)地球所