第九章 藍色星球
大西洋海底地圖。1956年，地質學家瑪麗·撒普和布魯斯·赫曾以自然地形圖的形式繪制了一幅大西洋海底地圖，其外觀類似航空照片。那時，還沒有人見過這樣的地圖。在左上角可以看到美國東北海岸的部份地區。
美國，拉蒙特地質觀測站
北緯41度00分14秒，西經73度54分25秒
1957年2月1日，【紐約時報】的頭版刊登了一幅地圖，這讓該報的許多讀者感到困惑。這是一幅世界地圖，圖中粗糙、黑色和陌生的線條將大洋分開，其中一些線條移動到了內陸，標題寫著：地質學家追蹤到的巨大海底裂縫。隨附的文章敘述了地球是如何「在縫隙處撕裂開的」。負責此次發現的拉蒙特地質觀測站收到了一些憂心忡忡的讀者來信，他們擔心世界末日即將來臨。在對其中一封信的回復中，天文台的一位地質學家寫道：「我認為您不必有任何迫在眉睫的擔憂。地球似乎已經‘在縫隙處撕裂開’很長一段時間了（數百萬年）。一個世紀最快移動幾英寸。謝謝您的關心。」
報紙頭版上的地圖是天文台一位研究人員過去4年來繪制的一張大型海圖的簡化版。「瑪麗·撒普小姐，」【紐約時報】寫道，「她是拉蒙特觀測站的制圖師，她註意到，在過去的40年裏，北大西洋和南大西洋發生了大量的地震，其發生地點恰好與那裏的大海溝處重合！」但是該報沒有視撒普為這幅地圖的創造者——他們只采訪了她的兩個男同事，沒有提到是瑪麗·撒普發現了海溝，動搖了地質學科的基礎，並繪制了最準確的北大西洋海底地圖。
1952年9月的一天，撒普開始了繪制這幅地圖的工作，當時她的同事布魯斯·赫曾在她的辦公桌上放了一大堆紙箱。箱子裏裝滿了紙卷。撒普輕推一個紙卷，將它開啟，露出一條黑色的線，這條線顯示了海底的不同深度。「聲波，」赫曾說，「你怎麽看？」他的問題是真誠的——他並沒有給撒普提供閱讀指引，也沒有告訴她應該做什麽。他把這些紙卷給了撒普，因為他不知道如何把它們變成他想要的東西——一種地表表示法，表示地球在水下的樣子。
這些紙卷載有觀測站多年來在大西洋進行的聲吶探測結果，總共有915公尺長。觀測站的海洋學家們從美洲航行到非洲和歐洲，在地圖上標出它們的航線，並標出它們所在位置的經緯度值，這樣他們就能知道每一次探測是在什麽地方進行的。但調查結果尚未得到詳細分析。撒普和赫曾決定將這915公尺長的紙卷轉換成一幅圖，從而發現北大西洋的完整格局。
撒普首先用膠帶把足夠多的紙粘在一起，形成一張兩米寬的紙，在上面輸入所有的細節。然後，她沿著考察船航行的航線，繪制了橫跨大西洋的6條線——最北端從瑪莎的葡萄園島到直布羅陀，最南端從巴西的累西腓到獅子山的自由城——並沿著這些線標出了海底的深度。6周後，她有了第一稿。
長期以來，海洋學家們一直認為，大西洋下有一條從北到南的山脈，即大西洋中脊，冰島就是其中的一部份。撒普的地圖證實了這一點，但也揭示了更多資訊。當她仔細觀察時，撒普發現了一個超過3英裏寬的深裂縫，把山脈一分為二。
「坦白地說，」當撒普給他看裂縫時，赫曾說，「那不可能。它看起來太像……」
「大陸漂移」，撒普說。
亞伯拉罕·奧特利烏斯是我們所知道的第一個設想大陸可能在移動的人。16世紀，就像他之後的許多人一樣，奧特利烏斯註意到南美洲東海岸的形狀與非洲西海岸的形狀很像一塊拼圖。他寫道，這兩塊陸地看起來就像是被從對方身上撕下來的。1891年，挪威地質學先驅安德裏亞斯·M.漢森在他的博士論文【海岸線研究】中，討論了冰期和地球氣候的變化。為什麽在格陵蘭島發現了需要比現在更溫暖的氣候下的花朵化石？漢森認為，也許是大陸移動了，他的預測理論最終被撒普證實。
1915年，德國研究人員艾爾弗雷德·魏格納出版了他的著作【大陸和海洋的起源】，書中他提出了地球表面由處於恒定運動狀態的大陸板塊組成的理論。在第一次世界大戰期間，德國書籍在其他許多國家並不特別受歡迎，所以1922年之前這本書沒有被轉譯成其他語言。這本書在國際上出版時也不是特別受歡迎。地質學家們僅僅嘲笑了魏格納的理論，而且很不幸，他的理論對大陸如何運動的解釋也並不特別好。
因此，赫曾對大陸漂移學說一點兒也不感興趣。所有的地質學家都認為這是不可能的——承認大陸漂移的真實性，就等於承認腳下的東西可能有些不穩定。赫曾讓撒普再檢查一次細節。結果是一樣的，但是赫曾不想再聽更多關於這幅圖的說法，因此這兩位科學家同意在堅持最初計劃的同時，各自保留不同的意見：繪制一張每個人都能理解的海底地圖。撒普畫了一張地形圖——一張看起來像航拍照片的地圖。
這種方法是由美國地貌學教授阿明·洛貝克發明的，他在第一次世界大戰後幫助各國元首建立了新的歐洲邊界。當他註意到，當權者只是茫然地盯著他的地形圖，圖中不同的高度用不同的線條表示——歐洲的領導人們「無法分辨群山中的一座山，或者一條山谷中的河流，或者海岸線上的任何地物」——於是他發明了地形圖，在這種圖上，山脈看起來就像實際的山脈。使用洛貝克的方法，撒普認為每個人都可以理解海底的地理——地球表面的7/10仍然是一個謎。
深不可測
幾個世紀以來，人們繪制航海圖，試圖熟知我們周圍海洋地理的一部份——島嶼、懸崖、沙洲、暗礁和水下巖石。多年來，用鉛錘測量深度是獲取資訊的唯一方法，這些資訊隱藏在水面之下——這在【聖經·新約】中有所描述。使徒行傳xxvii，27—29，當保羅在風暴中出海時：這是第十四個晚上了，我們正在亞得裏亞海漂流，大約午夜分時，海員們懷疑陸地已近。在進行探測後，他們發現深度為20英尋（約合36.58公尺）。過了一會兒，他們又測量了一下，發現是15英尋（約合27.44公尺）。由於擔心我們可能在巖石上擱淺，他們從船尾拋下了4個錨，祈禱天亮。
1521年，探險家斐迪南·麥哲倫試圖測出太平洋的深度。當釣索達到750公尺的深度時，他宣稱水深是無法估量的。我們在1539年奧勞斯·馬格納斯的【海洋圖】上也看到了類似的情況。在挪威海岸的松格峽灣，有一個男子形象的鉛垂線，在它旁邊寫著「最深的地方」。馬格納斯在隨地圖一起的書中寫道：「一個人用一根長繩和鉛錘試圖測量海洋的深度，但他沒有觸到海底。」
測量海洋的深度也不像在船上把鉛垂線扔到海裏那麽簡單。在開闊的海洋中，海水的深度是如此之深，以至於線本身的重量足以使鉛錘在到達海底後，鉛垂線繼續在船舷上執行，這就使海洋看起來比實際上要深得多。另一個問題是，船的漂移意味著鉛垂線幾乎很難保持垂直。在19世紀30年代和40年代，當海員們在空閑時間開始探測海洋時，他們報告的深度超過了令人難以置信的1.5萬米——這是相當錯誤的。
在挪威地理調查局繪制了挪威北部海岸的地圖之後，參與了1828—1832年的測繪工作並熟悉漁民情況的亨瑞克·哈格呂普中尉建議，應該對海岸外的海床進行測繪，因為這將對航海圖提供有用的補充。但哈格呂普的建議一直被忽視，直到1840年東芬馬克的挪威漁民抱怨說，俄羅斯漁船在他們的水域作業。當地政府送出了一份提議，要求對漁場進行測深，以繪制出一幅地圖，但挪威地理測繪局認為這是浪費時間，因為報告任何非法捕魚活動的漁民會無法理解這幅地圖。然而，挪威財政部不同意這一說法，並在預算計畫「雜費」下為測繪提供了資金。1841年，從塔納霍恩到俄羅斯邊境的海底，以及特羅姆的卡爾索伊島周圍的危險區域被標繪出來。但結果並不是特別準確，因為制圖師只是粗略地了解了漁民在何處以及如何作業。但是1843年的一份報告指出，結果「很可能會導致對未來準確測量深度的有用性的巨大期望」。精良的地圖將使漁場「更加重要，因為它們能夠在一年中得到更長時間的利用」。
挪威成為漁業地圖領域的領先國家。1870年，【技能雜誌】在一篇關於測深船「DS漢斯廷號」的新聞報道中寫道：「我們特有的捕魚地圖之前從未出版過。最終，我們建造了一艘蒸汽船，配備了專門用於探測海底和出版捕魚地圖的裝置，這些地圖對魚類生存環境提供了準確而清晰的總覽。」這本雜誌讓讀者對這一工作有了深入了解：
一旦檢測到深度，就透過一台小型蒸汽機啟動卷軸，並以每分鐘100英尋（約合182.9公尺）的平均速度拉起鉛垂線。同時，在任何可以看到山頂的地方建立三角點，並使用六分儀測量確定當前位置所需的必要角度，或者進行其他觀察。每件事都必須完成，並且在鉛垂線被拉起之前必須有詳細說明，因為船必須全速駛向下一個測深地點。接著進行計算，並在地圖上標記深度，5、6或7分鐘後，船停下來，重新開始下一輪測量。
【1878年北海探險隊探測水域總圖】，是一幅由海洋學家喬治·O.薩斯手繪的挪威、斯瓦爾巴特群島、揚馬延島和格陵蘭島之間水域的總圖。地圖除了顯示「Nordhavs-Barrieren」（北海屏障）、「Polar Ström」（極地洋流）和「Dyb Havdal indtil 2000 F」［2000英尋（約合3658公尺）的深海谷］之外，還標出了毛鱗魚和羅弗敦鱈魚的遷徙路線。
「DS漢斯廷號」在挪威東南部的費德南部開始測繪，並沿著海岸向西，經過了曼達爾、耶倫、特倫德拉格市和努爾蘭海岸，特別關註了希特拉島、弗爾島、羅弗敦群島、衛斯特龍群島和塞尼亞島。透過這項測繪計畫，關於烏—勒斯特[1] 與海上其他未知地形的神話和傳說，以前經常被用來解釋難以理解的沈船事故，現在均被徹底地揭穿了。「DS漢斯廷號」發現了新的漁場，並建立了挪威和俄羅斯的海上邊界。1875年，在巴黎舉行的國際地理大會上，挪威地理調查局因其繪制出色的海圖而獲得了金牌和證書。
亞特蘭蒂斯
19世紀晚期，兩種不同的海底觀點主宰了人們的思想。一些是夢想家、地質學家和演化論者，他們想象著失落的亞特蘭蒂斯城或沈沒的大陸，以此來解釋為什麽在大洋兩岸都發現了同樣型別的巖石和化石；另一些人則更為保守，他們認為陸地無法上升和下沈——陸地就是陸地，海洋就是海洋，自從地球誕生以來一直如此。
1872年12月，英國皇家海軍「挑戰者號」開始了跨越世界大洋的航行，以上兩個陣營的人作為船上的研究人員均參與了這次航行。這艘船橫跨大西洋5次，印度洋和太平洋各1次，發現了大西洋中脊和世界上最深的海洋——日本和新幾內亞之間的馬利安納海溝。當他們從南大西洋的一組島嶼——崔斯坦—達庫尼亞群島，到北緯30多度的阿森松島時，他們經常發現自己處於淺水區，但他們沒有意識到他們駛過了一個水下山脈。於是，研究人員將該地區標記為海底平原。
返航回國後，研究人員的這些發現首先被稱贊為發現了一塊失落的大陸，盡管從海底采集的地質和生物樣本表明情況並非如此，但這個想法仍然存在。「挑戰者號」上的船員們在海上航行了12.5萬千米，但在713天的航行中只進行了492次深度探測，這意味著對海底的了解仍然很粗略，完全有可能透過定位尋找到失落的大陸。
北海
挪威人受到了英國海上探險隊的鼓舞。氣象學家亨瑞克·莫恩和海洋學家喬治·薩斯兩位教授指出，挪威、法羅群島、冰島、揚馬延島和斯瓦爾巴特群島之間的水域就像未知的領域一樣，現在勘探這些水域「對我們挪威人來說，比任何其他國家都更有責任」。據稱，「從挪威人的角度來看，對挪威西海岸水域進行科學考察，肯定能夠像英國探險隊一樣幸運，順利完成任務」。挪威人還了解到，「英國政府不會讓‘挑戰者號’對我們的北極海域進行這項調查，這是我們考慮到的」。這項調查被命名為挪威諾斯克·諾德哈夫斯探險——挪威北海探險。
教授們認為開展這次考察具有科學性和實用性。首先，它將有助於闡明為什麽挪威在海岸有幸擁有溫暖的洋流，而暖流使得該國適宜居住，農業得以發展。其次，這次考察將提供有關漁業狀況的重要資訊——「因此，與我們最重要的漁業有關的許多問題將在此得到解答。這對我們極為重要的鯡魚漁業來說尤其如此」。透過調查海洋的深度、海底和地質構造，他們將更清楚地了解「我們遷徙的魚類」的生物狀況。
1876年6月1日上午，蒸汽船「DS弗瑞根號」從卑爾根出發，在測繪了松恩峽灣的底部後，向西行駛，繼續測繪沿著海岸向北冰洋延伸的深邃的「傾斜峽谷」，這就是今天眾所周知的挪威海溝，然後從克里斯汀桑開始長途旅行。但天氣給測量工作帶來了巨大的挑戰——從7月1日到8月15日，風暴肆虐，風速高達每秒20公尺，浪高達6公尺：「海洋的運動阻礙了我們在海底深處的工作。」一個碎浪對船造成了巨大破壞，船員們不得不將其開進法羅群島一個避風港內。經過必要的修復後，他們又一次回到海浪中，測得兩個風暴之間的法羅群島的東北部深1215英尋（約合2222.24公尺）。幾天後，他們在冰島附近的一些島嶼尋找避風港，然後再恢復工作。「他們不顧強風（風速為10~16公尺/秒）和大海的波濤洶湧」，在不得不有計劃地放棄一些裝置的情況下，對海床進行了測深和測繪。「在6周內經歷了8場風暴後」，他們終於停進了納姆索斯的港口。
在1877年的夏天，探險隊在羅弗敦和羅斯特地區進行了測深，然後在格陵蘭和揚馬延之間進行了一次長距離的穿越西部冰區[2] 的航行，以測繪這一地區的深度和洋流圖——來自大西洋的暖流和格陵蘭海的「極地寒流」。在揚馬延的海岸上，他們「用方位和角度測量儀、六分儀確定了各種可見山峰和冰川的位置」，繪制了一幅美麗的小島地圖，圖上的冰川、山峰和溪流都以探險隊成員的名字命名。
在1878年的探險報告中，北冰洋的名字被改成了挪威海，因為從「遠古時代起，我們的海員就穿越過它」。在探險的最後一年，「DS弗瑞根號」駛向遙遠的北方，到達熊島和斯匹次卑爾根群島，在那裏，船員們收集化石，測繪土地，確定山脈的高度。
挪威北海探險隊出版了許多科學書籍和新地圖。其中一本書，【北海的深度、溫度和洋流】包含了多達27幅地圖，分別說明海底溫度、壓力的變化，風、洋流和深度。
「弗拉姆號」
亨瑞克·莫恩和喬治·薩斯寫道：「裝備一支真正的北極探險隊，目的是到達迄今尚未探索過的極地地區，這不是我們的職責。我們必須將此委托給更富裕的國家。」但在「DS弗瑞根號」完成它的航行15年後，一個由政府資助的探險隊將乘坐一艘特制的船——「弗拉姆號」前往北極。莫恩和薩斯都參與了這項探險規劃，盡管之前他們持有保留意見。
在1884年秋天，弗瑞德約夫·南森在【挪威晨報】上讀到，一艘在新西伯利亞群島失事的船只遺骸一直漂流到了格陵蘭島的海岸——向西漂流了數千千米。這讓他萌生了一個想法：駕駛一艘隨波逐流的船，隨著冰層漂浮在北冰洋——也許洋流會把他帶到希望到達的北極極點。南森在13年後出版的【最北端】一書中寫道：「探險隊的科學任務之一就是調查極地海洋的深度。」
在探險開始之前，基於在巴倫支海和其他相鄰水域進行的探測，人們得出的普遍共識是：北冰洋是一片淺海。南森寫道：「我預設了一個淺的極地海，這些地區迄今為止已知的最大深度為80英尋（約合146.32公尺）。」和其他許多人一樣，南森認為「北極附近地區以前曾被大片土地覆蓋，而現在的島嶼只是其中的遺跡」。他認為，在更遠的北方可能也找不到陸地的想法是「荒謬的」。
但第一次海底探測的結果令人驚訝。1894年3月，當探險隊位於北緯80度左右時，船員們的測深繩索「已經超出了1100英尋（超過2100公尺），還沒有到達海底，不幸的是，我們沒有為這麽深的深度做好準備，沒有攜帶任何深海探測儀器」。他們采取的解決辦法是解開船上的一根鋼纜，把鋼纜綁在一起，形成一條近5000公尺長的鉛垂線。他們終於接觸到了3850公尺的海洋底部。「我想我們不應該再提‘極地淺海’‘那裏到處都有陸地’等說法了。我們很可能會漂流到大西洋中，卻沒有看到一座山頂。」南森在他的航海日誌中寫道。這一發現導致所有關於北極大陸的理論都不得不被廢棄。然而，1895年，法國【費加羅報】仍然報道稱，南森已經將挪威國旗「插在」北極的「山上」了。
在探險結束後，南森寫了一本關於北冰洋海底的開創性著作，他在書中提出了地殼變化的理論。根據他和他的工作人員在淺巴倫支海完成的探測，以及他們對周圍地區的調查，南森認為：在大冰期之前，巴倫支海是幹旱的土地，河流向外擴散，侵蝕廣闊的平原。而後來的研究證明，他是正確的。
呯……呯
1899年，在柏林舉行的第七屆國際地理學大會上，海底地圖測繪已經發展到需要在地圖上使用共同名稱的地步了。於是，人們成立了一個委員會，以繪制一幅深海地圖——海洋底部地圖。同時每個人也都認同，第一次嘗試繪制【通用海洋水深圖表】是可怕的。在1912年「鐵達尼號」與冰山相撞並導致1513人溺水身亡之後，人類需要一項重大的技術飛躍才能繪制出正確的海洋深度地圖。在「鐵達尼號」沈沒後僅僅一個月，基於整體改進和提高安全性的需要，英國就獲得了聲吶系統的第一個專利。
聲吶系統在水中發出一種聲音，被稱為「呯」，透過測量聲音在撞擊水面以下物體後返回的時間，一個人只需幾秒鐘就能完成之前幾個人需要幾個小時才能完成的工作。原理很簡單，但面臨的挑戰是建造一個足夠精確的裝置。聲音在水中傳播的速度是在空氣中傳播速度的4倍，這意味著半秒的延遲相當於1000英尺。美國海軍的物理學家哈維·海斯是第一個發明可用於深水的回聲測深儀的人。1922年夏天，他從紐波特港航行到直布羅陀海峽，僅僅一個星期，他就進行了900次深水探測，遠遠超過了英國皇家海軍「挑戰者號」在3年多的時間裏進行的探測。海斯的發明最終使人們能夠輕松看到世界上的水下海洋。
1925—1927年，德國「流星號」使用聲吶測量了整個大西洋67388個位置的深度。如果船員們被迫手動升降鉛垂線，這樣的調查將花費7年時間，且船員們需要每天工作24小時，每周7天。船上的研究人員感興趣的是，是否有可能從海水中提取足夠的黃金，使德國能夠償還「一戰」後遺留下來的債務。不幸的是，事實並非如此。
1926年的一天，當德國輪船在大西洋上航行時，一個6歲的女孩參觀了美國東南海岸，第一次見到了大海。密西西比州帕斯卡古拉是一個平坦的地區，那裏的土地只高出海面幾厘米，幾乎與大海無縫相接。在相接處，樹木、草地、灌木叢和沙子都漸漸消失了。這個6歲的小女孩是如何看待她眼前這個看似空無一物的海面的呢？她是否想象過，在她看不見的水下某處，風景還在繼續？那裏也隱藏著山脈和山谷？
女孩的父親是農業部門的一位地圖繪制師，所以這段在海邊的時光是她童年的一個特殊時期——通常這個家庭都深居內陸地區，在農業大州的某個地方。她脫下鞋子，讓腳陷進沙子裏，感受海浪在她的腳趾間來回沖刷。海灘上有一艘沈船，第二天漲潮時，幾乎看不見了。同時，遠離海岸的「流星號」發現，大洋中脊是一個山脈，不是皇家海軍「挑戰者號」的研究人員所認為的一個平原。26年後，這個在沙灘上的6歲孩子——瑪麗·撒普發現了這條山脈被撕裂，因為地球上的陸地處於不斷運動的狀態。
博士
1930年，24歲的美國地質學家莫裏斯·尤英博士成為一名教授。他是一個古怪的人——他的大部份教學工作都是帶領學生到野外用炸藥炸東西。當然這是非法的，但地震壓力波返回地球表面所需的時間，提供了所測區域地質構造的型別資訊，並且對於任何希望繪制地質圖的人來說，測量這個時間延遲，都是一種很好的獲得數據的方式。有一天，有人問尤英是否願意研究美國大陸棚。在此時，人們已經知道海洋突然變得比以前深了幾海裏——沒人知道為什麽。尤英博士以前從未在海上工作過，但他在自傳中寫道：「如果他們讓我把地震儀放在月球上，而不是海底，我也會同意的，我是如此渴望有機會做研究。」他成為第一個使用爆炸地震學繪制從海岸線到大陸棚末端海洋圖的人。
博士迷上了海底。他認為，僅透過調查水平面以上的30%地球表面來試圖了解地球，「就像在看到一根鞋帶後試圖描述足球一樣」——其他地質學家從來沒有產生過這個想法。當時的海洋學家也沒有真正理解博士在做什麽。挪威海洋學家哈拉爾德·斯維爾德魯普，從1936—1948年擔任斯凱瑞普斯海洋研究所的負責人，他寫道，人們之所以對海底感興趣，是因為它僅僅是海水的終點。但博士有著截然相反的觀點：「海洋只是一個模糊的霧，阻止我看到底部。說實話，我希望這一切都能結束。」
早在20世紀30年代，博士的調查就顯示，大陸棚主要由沈積物組成——分布在基巖上的多孔巖石，通常含有石油和天然氣。他詢問標準石油公司是否願意為他的研究提供資金，但是沒有——他們沒有興趣哪怕多花5美分在海洋中尋找石油。
在第二次世界大戰期間，美國海軍聯系上博士——也許他可以幫助他們使用聲吶和世界上第一個水下照相機找到德國潛艇，作為交換，海軍將資助他最新的小發明。「在戰爭期間，我們曾經討論，當我們拿走所有這些正在開發的儀器並開始用它們進行科學研究時，會非常有趣，」博士說，而且他如願了——第二次世界大戰之後，海洋研究得到了顯著發展。大西洋和太平洋是分隔兩個超級大國的戰略要地。博士成為紐約哥倫比亞大學新成立的地球物理研究所的一名教授。1948年，一位年輕的女士前來應聘，她受過優良的地質教育，有豐富的工作經驗。博士問她：「你會繪圖嗎？」
PG女孩
第二次世界大戰給了美國女性新的機會。1942年的一天，瑪麗·撒普在俄亥俄大學四處奔波，無法確定繼續學習哲學、音樂、藝術、英語、德語、動物學、古植物學中的哪一個。她看到密西根大學的一張海報——保證地質學生在畢業後從事石油工業工作。撒普已經學了一點兒地質學，在為期一年的地質課程學習中，她是73名學生中僅有的3名女生之一。她的成績並不出眾，但撒普的講師認為她有前途，並鼓勵她將這門學科與制圖結合起來，這樣她至少能夠在辦公室裏從事地質學方面的工作。在當時，把女性帶到野外並不是男性地質學家們習慣做的事情。
由於這個國家的大多數年輕男子都被派往戰場，因此大部份地質學學生是年輕女性，她們在密西根大學被稱為「PG女孩」——石油地質學女生。她們穿著塞進高筒登山靴的牛仔褲，開始前往布雷克山遠足，在那裏，她們研究巖石並繪制地形圖。在這個時候，沒有人能完全確定這個地區是如何形成的。為什麽會有山脈和山谷？為什麽地殼不像貝殼那樣光滑？
分別於1965年和1971年繪制的挪威大陸棚地圖，顯示了在北海進行勘測鉆探的區域。這幅1965年的手繪地圖顯示，在第一輪的鉆探牌照發放中，有78個地區獲得了22個授權證。4年後首次發現了大量石油。
撒普在一本教科書中承認：「地殼變形的原因是科學上最大的謎團之一，只能用推測的方式來討論。對這一問題缺乏明確的知識，從推測性解釋的多種多樣和自相矛盾上就可以看出。」哈佛大學的一位講師對山脈的形成有多達19種不同的解釋。撒普學習的理論認為，地球的縮小是因為它在熾熱的創造之後變冷了，這導致了地理上的運動，以及大陸漂移，整個大陸透過漂移改變了位置。大多數地質學家對這兩種理論都不以為然。至於其他的理論，教科書告訴她的實在是太多了。作為一名地質學家，重要的就是或多或少地提出有根據的猜想。
隨著第二次世界大戰即將結束，撒普完成了攻讀地質學碩士學位所必需的4個學期，並在第5個學期選修了物理、數學和化學，因為她覺得自己缺乏這些領域的知識。所有這些跨學科的好奇心讓她的導師們感到不安，他們擔心撒普會放棄地質學。因此，他們鼓勵她畢業後立即到一家石油公司工作，她在那裏掙了不少錢，但每天的大部份時間都在浪費她的聰明才智。撒普在空閑時間繼續學習數學，學習球面三角學，這是一門關於球體上的事物如何相互聯系的科學，對任何想要進行遠距離大洋航行的人都很有用——或者，就像它促生了一幅海洋地圖一樣。
在她第一次見到大海的20年後，她又一次看到了大海，撒普搬到了紐約尋求新的挑戰，這讓她進入了哥倫比亞大學地球物理研究所。她對研究所的秘書說：「我正在找工作。」「一份工作？」——「是的。我問過樓上地質部門，有人告訴我有位博士……」，她檢查了一下手裏的紙條，「……莫裏斯·尤英可能在招人。」秘書把她帶到博士那裏，博士聽了撒普講述她的制圖師父親、地質學研究和她為石油公司所做的工作後，問她能不能繪圖。
一個意想不到的裂縫
瑪麗·撒普的第一位地質學導師是對的——對地質學感興趣的女性需要學習繪圖。撒普告訴博士她可以，於是博士給了她這份工作。在那裏，23個人擠在3個房間裏，試圖理解海底、陸地和大氣之間的交互作用。撒普是該研究所雇用的第6位女性：米吉做會計工作；數學和物理專業的珍煮咖啡，在打字機上打字，還做一些次要的行政工作；艾米麗和費耶都是數學專業的學生，她們為其中一名男性員工做計算助理；瑪麗有地質學的碩士學位、數學本科學位，以及物理和化學的附加資格證書，她被雇來繪制地圖和做表格計算。
在撒普被錄用後不久，整個研究所搬到了哈得孫河邊一座更大的新樓裏，這是拉蒙特先生的遺孀弗羅倫斯·拉蒙特夫人送給他們的禮物，研究所的名字也隨即改為拉蒙特地質觀測站——這標誌著他們現在不僅僅是在研究地球物理學了。
但這一變動對撒普的工作沒有任何影響，4年後，她就已經受夠了。她去了父親在俄亥俄州的農場，直到收到一封電報才回來：「把這看作一個長假。博士。」在觀測站，比撒普年輕、資歷淺的地質學家布魯斯·赫曾被選定，負責撒普的工作。多年後，他們的第一次見面被一家德國社會雜誌描述為：「……細腰，飄逸長裙，線條優美。她看上去很迷人。當他走到她身邊時，她感受到了他溫暖的男子氣概，他身上的味道，他用低沈的聲音說道：‘瑪麗，我們將成為全球的制圖師，海底地形制圖師。科學將不得不接受這一點。’在那一晚，他們成為一對愛侶，廝守在一起，直到生命的盡頭。」我們只能猜測撒普可能不得不對這篇報道的真實性說些什麽。
然而，我們所知道的是，撒普和赫曾密切合作，直到1977年赫曾在冰島的一艘潛艇上因心臟病突然去世。當赫曾將這些紙箱放到撒普桌上，問她是否能將紙箱中紙卷上的內容轉變成一幅地圖時，他們的合作開始了。
撒普首先繪制了海岸線、緯度和經度線，然後是最接近陸地的區域，幾個世紀的探測提供了確定的資訊。然後，她沿著觀測台海洋學家使用聲吶探測的6條路線繪制了海底景觀。結果是可靠的——這是迄今為止對大西洋海底的最佳呈現，但撒普並不滿意。她沒有發現任何新東西。然而，與此同時，有一件事讓她停了下來——大西洋中脊上明顯的裂縫。在撒普和赫曾的第一次爭論之後，他們同意對圖中結果是否支持「大陸漂移學說」保留各自意見，但之後在觀測台的一個燈桌上，奇詭的事情發生了。
當時，赫曾和他的一位同事正在處理一幅貝爾實驗室需要的地圖。貝爾實驗室的所有者是制造電話電纜的西部電力公司，而使用電話電纜的是美國電話電報公司。這兩家公司正在計劃鋪設一條橫跨大西洋的電話線。但是在哪裏能最好地躲避地震呢？哪裏是最平坦的水下地形？這樣他們可以使用盡可能少的電纜。簡而言之，他們應該把電纜鋪在哪裏呢？因此，觀測台的工作人員正在繪制一幅地圖，記錄大西洋的地震發生地。一天，赫曾和撒普都不記得為什麽了——這張地圖和撒普的地圖在一張燈桌上相互疊放，並清晰地顯示了地震有一個顯著的趨勢：開始於撒普認為的地殼裂縫所在的位置。
撒普利用這些新知識進行了一些有根據的猜測。在一張新地圖上，她畫了一個山脈，從北部的格陵蘭延伸到南大西洋，繞過非洲南端，沿著東北方向到印度洋，在這裏，皇家海軍「挑戰者號」發現了印度和馬達加斯加之間的淺海區域，從這裏一直向西到達東非大裂谷——地殼正在此地移動。然後，她將東非大裂谷與海底大裂谷進行了比較，它們看起來一樣。
在撒普開始解釋聲吶讀數的8個月後，她已經勾勒出一條幾乎延伸到地球各處的裂縫——6500英裏長的水下地層，這可能是世界上最大的地質結構。現在就連赫曾也認同大陸漂移說了。
地球裂縫
但是撒普和赫曾不敢立即釋出訊息——4年之後，1956年，赫曾和博士終於寫了一篇文章，文中遍布關於「明顯的」裂縫的保留意見和說明。同年，撒普重新繪制了北大西洋海底的地圖，但無法把這篇文章中的保留意見強加到地圖上——在地圖上，裂縫是顯而易見的。「就像以前的制圖師一樣，我們在沒有數據的地方畫了一個很大的圖例。」撒普後來寫道，「我還想把美人魚和沈船也包括進來，但布魯斯什麽都不想要。」這篇文章和這幅地圖構成了【紐約時報】關於地球在接縫處正在斷裂的報道的基礎。
大多數地質學家拒絕相信他們在撒普地圖上看到的東西。她說：「他們不僅說這不公平，還說這是一堆謊言。」1959年秋季，第一屆國際海洋學大會在紐約召開。【紐約時報】寫道：「今天，來自東西方約800名科學家被告知，他們似乎正在分道揚鑣——不是政治上的，而是地理上的。」當赫曾在做報告時，一位地質學家喊道：「不可能！」
會議的明星是法國水下攝影師兼電影制片人雅各·庫斯托。赫曾在前一年見過他，給了他一份北大西洋地圖的副本。庫斯托把地圖掛在他船內的墻上，以便研究。當他要橫渡大西洋參加會議時，他本打算證明撒普和赫曾是錯的。他拍攝了裂縫所在的區域。
「先生們，」一天晚上，庫斯托在為與會者準備的晚宴上對著漂亮的桌子說，「我不相信拉蒙特最近出版的北大西洋地圖可能是正確的。我不相信上面所畫的中大西洋裂谷可能是對的。我想，他們根據太少的資訊，完成了一個故事。但它就在那裏。這是真的！」
瑪麗·撒普、布魯斯·赫曾和海因裏希·貝蘭於1977年完成的【世界海底全景圖】。這幅地圖迫使世界地質學家和海洋學家從一個全新的角度來研究海底。撒普和赫曾之前繪制了單個海洋的地圖，比如大西洋和印度洋，但這是第一張顯示所有海底山脈如何連線在一起的地圖。
燈光暗了下來。投影機嗡嗡作響……3—2—1……人們看到：那裏有海底、沙子、海星，更遠的地方是一片黑暗的區域，當攝影機靠近時，發現那是一片山脈。攝影機繼續拍攝山坡，直到山頂。在那裏，再往下，是裂縫——在相機投射光線時清晰可見。撒普終於看到了過去7年裏她只能想象的東西。
接下來的4年中，撒普繪制了大西洋南部的地圖，該地圖由美國地質學會印刷並出版，1972年她與赫曾一起前往冰島研究中大西洋中脊的一部份——裂縫從這裏穿過。在一架飛越島嶼的飛機上，撒普繪制了裂谷構造的草圖。
黑金
同年，法國飛機開始執行北海行動——這個計畫旨在查明該地區是否有機會發現比荷蘭3年前在該海岸發現的更多的石油和天然氣。飛機探測了地表下巖石型別的磁性。在沈積物中，人們發現石油和天然氣的多孔巖石通常不具有磁性，而基巖具有磁性。因此，將磁性測深與普通測深相結合，就可以確定沈積層的厚度。
1958年，很少有人相信在挪威海岸附近將發現石油和天然氣，地質學家們給挪威外交部寫了一封信，信中他們推測大陸棚與陸上發現的巖石型別相同。科學家們認為這些沈積物在冰期被沖走了。他們寫道：「人們可能會低估在挪威海岸大陸棚上發現煤炭、石油或硫黃的可能性。」在接下來的一年裏，拉蒙特地質觀測站的莫裏斯·尤英博士發表了一份關於挪威水域的報告，他在報告中描述了特隆赫姆以西海域沈積巖型別的無可爭議的發現。但他的報告從未送到正確的人手中。
在丹麥，日德蘭半島的探索性鉆探已經進行了25年，卻沒有發現石油，這也激發了地球物理學家馬克瓦爾德·塞勒沃爾德於1962年開始勘探斯卡格拉克地區，他的目的並不是尋找「黑金」，他更感興趣的是繪制丹麥和挪威之間的地質邊界——在這個邊界上，挪威的基巖被丹麥的沈積物所取代。塞勒沃爾德和他的團隊在沿海地區建立了地震觀測站。他們把100克炸藥和一個點燃的雷管放在一個爆破紙袋裏，然後把紙袋扔到海裏，一遍又一遍地重復這個過程，以便分析地震波。挪威地質調查局也從空中測量了該地區的磁場，結果讓所有人都大吃一驚，沈積物一直延伸到挪威南部海岸的卵石上，而離岸僅20千米的地方就有5000公尺厚的沈積層。
在向外交部提出的關於進一步勘探大陸棚的申請中，挪威地質調查局強調「這些沈積物是石油、天然氣、煤炭、鐵礦石等沈積物的潛在載體」。1963年，挪威地質調查局進行了10次空中考察，調查了斯塔德和羅弗敦之間的情況。地圖顯示，在從陸地到海洋的轉變過程中，地磁模式發生了明顯的變化，結果很有希望。第二年在羅弗敦和塞尼亞島之間又進行了20次空中考察。空中探測之後，又進行了詳細測繪。在【挪威海及鄰近地區水深圖表】中，一位匿名官員在瓦爾德海岸和弗洛羅海岸附近標註了一個「A」，在陸地上用圓珠筆寫下：「A-A接觸地下沈積物。」換句話說：沿整個海岸線可能存在石油和天然氣礦床。當然，石油公司現在也感興趣了。越來越多執行測繪任務的外國船只，停靠在斯塔萬格中部的碼頭，船上裝滿了用於地震勘測的炸藥。
挪威當局現在了解到北海是一個潛在的金礦，1963年5月31日，挪威政府宣布挪威海岸附近地區的海床和底土受挪威主權管轄。
在挪威和瑞典最終達成兩國邊界協定的200年後，以及與遠在北方的俄羅斯達成最新協定的140年後，挪威被迫與英國、丹麥就海上的國界延伸進行談判。挪威與瑞典的邊界，花了近100年的時間才建立起來，但與英國、丹麥的邊界談判卻以更快的速度解決了。1965年，各方都同意使用中心線原則——劃出一條平分各國之間水域的界線。接著，挪威向希望開展勘探活動的石油公司尋求申請，在【挪威公報】的一個單獨欄目中，公開釋出了一項國家公告，拉開了整件事情的序幕：「申請應涉及本公告中指定的領域和地塊編號，這一公告基於挪威皇家貿易和工業部的地圖。」
【大陸棚地圖】顯示，挪威水域在北緯62度以南。在整個西南地區，紅色、黃色、綠色和其他顏色混合在一起，顯示出哪些石油公司已獲準在不同的油田進行試驗性鉆探。挪威的石油時代開始了。
海洋全景
大約在同一時間，一位來自奧地利的小女孩給【國家地理】雜誌寫了一封信。她寫道，她看過雜誌上的地圖，相信她父親能畫得更好。據撒普說，該雜誌特別喜歡兒童來信；無論如何，他們把首席制圖師派到奧地利去調查女孩的父親海因裏希·貝蘭。他繪制了許多艾爾卑斯山的地圖，因此貝蘭開始了與【國家地理】的長期合作。1966年，他與撒普和赫曾取得了聯系，因為該雜誌希望給讀者一張印度洋地圖——一張可以掛在墻上的大地圖。
為了讓撒普的地圖更容易理解，貝蘭根據撒普開始使用的地形圖發揮他的一技之長；撒普使用墨水和鋼筆繪制地圖，而貝蘭是一個畫家，使用畫筆和豐富的色彩。貝蘭的目標是盡可能逼真地繪畫。他用淺綠色表示淺海和大陸棚，中藍色為高原，深灰色—紫色表示靠近海面的較小山脈，深色表示最深的海溝，貝蘭讓每個人都能看到隱藏在海底的高峰和低谷。
這幅地圖在地理學家和讀者中都很受歡迎，【國家地理】隨後也成功推出了一張雙幅地圖。一邊是「大西洋及其周圍陸地的可見表面」，另一邊是同一幅地圖，但沒有水。這些地圖進入了美國的600萬個家庭。
貝蘭、撒普和赫曾又為【國家地理】繪制了兩幅地圖：一幅是太平洋，另一幅是南極洲周圍的水域。撒普和赫曾建議，他們應該繪制一幅全景圖，展示所有的海底山脈是如何連線在一起的，以及所有的海洋是如何相互聯系在一起的，從而創造一個統一的巨大世界海洋。該雜誌對此並不感興趣，但美國海軍研究辦公室對此感興趣。在1974年，撒普和赫曾開始了他們最後一個計畫。
貝蘭為全景圖準備了一個特別設計的大板。他勾勒出陸地的輪廓，將藍色背景套用到海洋區域，並開始為撒普的圖紙中添加細節。從第一次繪制海底地圖後，撒普獲得了許多有用資訊，她隨之更新了圖中很多區域，而助手們則負責從航海大國收集數據的基礎工作。撒普的家看起來就像一條制圖生產線，制圖師們先畫出裂縫、山脈和溝壑的全景，然後其他人再根據這些繪制草圖——還有人把草圖和測深數據結合起來，等等。最後，撒普為這張地圖制作了圖說，這將第一次顯示占地球表面70%的水面以下。
1977年5月，撒普和赫曾搬進了貝蘭的工作間，一起完成這個宏大的計畫。我們可以想象他們在貝蘭的書房裏俯身在地圖上，那裏有油漆、溶劑和咖啡的味道。這幅地圖幾乎有兩米寬，藍色、黑色和紫色的海底與黃綠色、棕色的陸地形成了鮮明的對比。自從那兩位地質學家到來後，貝蘭每天都要對這張地圖進行30~70次修改。撒普研究著白令海峽、堪察加半島和阿留申群島，並說：「我認為……」
「求你了，瑪麗，求你了，別再改動了。」貝蘭用他糟糕的英語說道。撒普癱倒在椅子上。「我只是想說，我覺得一切看起來都不錯。」
一個月後，赫曾前往冰島，在一艘潛艇上近距離研究大西洋中脊的裂谷。他心臟病發作，去世於海洋深處，年僅53歲。
赫曾在去世前只看到了其中一張全景圖的測試版。在他死後，撒普負責確保印刷過程無誤。她寫道：「我意識到顏色不是我的強項。」她註意到試印出了問題，但無法確定究竟是什麽問題。一位攝影師朋友指出，印表機沒有添加紅色。這是這幅地圖許多次延遲交付的第一次，但不到一年之後，1978年5月17日下午7時，在對顏色和字型進行了幾次調整之後，【世界海底全景圖】的第一批副本開始印刷了。
衛星
全景圖並不是一幅精準的地圖。盡管人們在這幅圖背後做了大量的工作，但它是基於地質學家或多或少的有根據的猜測而繪，而且自從它出版以來，全景圖中的大部份地區都被修正和更新了——就像地圖一直以來所做的那樣。盡管撒普和赫曾對海底的了解比他們之前的任何人都多，但考慮到海洋的浩瀚，他們對海底的了解也少得可憐。舉例來說，撒普只有一組聲吶數據，提供了澳洲和南極之間640英裏（約1024千米）長的山脈資訊，因此，「有必要以一種非常程式化的方式勾畫」，她寫道。所有的構造都被高度誇張，這是必要的——否則，即使一座8000公尺高的山在全景地圖上也是看不見的。
因此，人們不可能使用這幅地圖在海洋表面下找到特定的山，因為不能保證這片海洋下麵包括了這座山。1984年，一隊海洋學家在探索南大西洋的裂谷時使用了這張地圖——這條裂谷是在距離地圖顯示的位置24英裏（約合38.6千米）遠的地方發現的。
海洋學家們喜歡指出，我們對月球的測繪比對我們自己的星球更精確。1992年「麥哲倫號」人造衛星及其雷達飛越金星時，繪制了甚至比地球更精確的金星地圖。它能夠測繪出大於300公尺的火星表層——這是海洋學家們夢寐以求的細節水平。
雷達的缺陷是它不能穿透水，所以聲吶仍然是繪制海底地圖最精確的方法。但是船是又小又慢的，而海洋是浩瀚的，無邊無際。因此，只有5%~15%的海底是用聲吶繪制的，這取決於人們如何定義「測繪」。
衛星也被用來繪制海洋地圖。1985年，美國海軍發射了GEOSAT衛星來測量海洋表面的高度。即使是平靜的水域也從來不是平坦的，它們的特點是山丘和山谷的高度相差數百英尺，但這些變化是如此緩慢，以至於船只無法探測到它們。其中一些變化發生在洋流碰撞的地方，比如部份大西洋寒流與墨西哥灣暖流相遇的地方，但高度上的最大差異是地球重力的結果，地球重力在某些地方比其他地方更強。因此，GEOSAT衛星地圖既顯示了海洋表面的高度，也顯示了地球上的重力分布。
對於地理學家來說，這張GEOSAT地圖看起來很熟悉——像一張海底地圖。其原因是，重力在品質較大的地方增加，例如山脈，但在平坦地區和深度較大的地方減少。海洋表面是海底的回聲。
美國地球物理學家和海洋學家戴維·桑德韋爾和華特·史密斯將GEOSAT衛星和歐洲ERS—1衛星所測得的數據與真實水深進行比較，以便確定衛星測量的準確性。1997年，他們公布了一幅地圖，顯示了之前未知的海底地形。史密斯說：「這張地圖將把我們的註意力集中在一些我們通常不會乘船去的地方，因為它們位於南大西洋的偏遠地區，遠離港口，而且那裏的天氣很惡劣。」
桑德韋爾和史密斯繼續改進原始地圖，並在2014年推出了一幅基於歐洲衛星CryoSat—2和美國衛星Jason—1數據的地圖。這張地圖的精度是前一張地圖的2~4倍，並記錄了海床上5千米或更大範圍內的巖層，但這個精度仍然遠遠低於麥哲倫衛星對我們鄰近行星的測繪。
進入深海
繪制海底地圖一直是一項乏味和困難的工作，現在仍然是。技術進步使人們的測繪工具從越來越長的鉛垂線變成了聲吶和衛星，但是要獲得完整和準確的整個海底地圖還有很長的路要走。但或許這樣的地圖並非真正有用。布魯斯·赫曾以前的學生之一、海洋學家比爾·瑞恩，開發了多種繪制海底地圖的工具，他認為繪制完整的地圖是在浪費時間和金錢。「事實上，我們可以透過觀察這顆行星表面的5%來了解它是如何工作的。接下來的95%看起來像前5%。」瑞恩說，譚寧願優先繪制艾爾卑斯山脈、苔原、沙漠等與海洋相對立的不同區域的地圖。撒普和赫曾的地圖只描繪了大約10種不同型別的海底景觀——瑞恩認為，要準確描繪海底，需要接近200種景觀。但他相信，我們只需要對每一種都進行深入的探索，因為一旦你看到了其中一種，你就看到了全部。
瑞恩很可能是對的。但是，很難想象人類會在繪制出海底最細微的細節之前就停止探索。科學家們將繼續整理資料，並對大西洋、印度洋、北冰洋、太平洋和南部海域等世界上的5個大洋進行科學考察，繼續解開謎團，直到有一天海底地圖將最終完成。
【全球海洋重力地圖】，2014年10月2日的23.1版。這張地圖是由地球物理學家戴維·桑德韋爾和華特·史密斯利用衛星影像繪制，其中衛星影像顯示了地球重力最強的地方。在重力最強的地方可能有山脈，在平坦地區和深度較大的地區重力顯著降低。因此，重力能夠為我們提供有關海底外觀的資訊。
[1] 烏—勒斯特：挪威神話故事中的水下之地。
[2] 西部冰區：位於冰島北部，格陵蘭島與揚馬延島之間。
