本文最初发表于 Hakai Magazine, 一个关于沿海生态系统中科学与社会的在线出版物。在 hakaimagazine.com 上阅读更多此类故事。
在停泊在波罗的海、距德国基尔港市数公里远的 55 米长海洋学船“Alkor”号上,工程师 Henrik Schönheit 紧握着一个类似操纵杆的控制杆。他向上推了推操纵杆,船下 12 米处一个约两座高尔夫球车大小的、独一无二的机器人海床爬行器便做出反应,沿着海底的橡胶履带向前爬行。当爬行器检查基尔湾的沙质地形时,一条实时视频流被传送到船上一个狭小的房间里的电脑屏幕上。画面清晰到可以数清一只透明水母漂过摄像机触手的数量。一群科学家和技术人员围在屏幕旁,挤在 Schönheit 肩膀后面,发出惊叹声。
这台亮黄色的机器人是 Norppa 300,是总部位于德国北部的爆炸物处理公司 SeaTerra 的最新产品。SeaTerra 的联合创始人 Dieter Guldin 被认为是欧洲最精明的沉没爆炸物打捞专家之一。如今,在积累了多年为商业运营清理海底危险物的经验,并向德国政府争取大规模修复项目后,SeaTerra 成为首个旨在保护环境、系统性清除海底弹药的首批参与公司之一。清除和销毁波罗的海和北海盆地(面积约相当于西弗吉尼亚州)超过 150 万吨易爆弹药,这一艰巨而精确的过程正变得日益紧迫:这些武器过去曾导致数百人意外死亡,如今已腐蚀。它们的弹壳正在破裂,向海洋释放致癌物。

在项目于 2024 年 9 月初正式启动之前,SeaTerra 的顶尖技术人员正在“Alkor”号上对 Norppa 300 的基本功能进行实地测试:确保其转向、海底声纳成像、化学采样器和视频馈送都经过了精心调整。船上干实验室里所有人都饶有兴致地看着爬行器撞上一个约一个冰箱大小的、轮廓模糊的长方形物体。它大部分被海藻覆盖,看起来像是一个唯一巴伦鱼的家,一条巴伦鱼正围绕着它的底部游动。来自德国海洋研究机构 Geomar Helmholtz Centre for Ocean Research(与 SeaTerra 合作)的高级科学家 Aaron Beck 认出这是一个弹药箱。“看,那里平坦的表面,那个角落。那不是自然界的东西,”他激动地说。
倾倒的弹药散落在世界各地的水域,但在德国水域尤为普遍。第二次世界大战结束后,所有冲突方,包括英国、俄罗斯、日本和美国,都必须处理掉他们的军备。“他们不希望(它们)留在陆地上,而且销毁(它们)的设施太少,”德国环境机构的 Anita Künitzer 解释道。向海洋倾倒,这是从第一次世界大战延续下来的做法,是显而易见的唯一选择。
在被占领的德国,英军建立了水下处理区——其中一个就位于基尔湾附近。“但是,”Guldin 说,“在前往指定倾倒区的途中,他们也只是把装备扔进了海里。”画面模糊的黑白影像资料显示,英国水兵们正忙碌地操作着多条传送带,将一箱又一箱的剩余物资抛入大海。为了尽快解除德国人的武装,成船成船装载着实弹的舰船和潜艇被凿沉。
专家估计,仅在德国的北海和波罗的海,就有高达 160 万吨常规弹药和另外 5000 吨化学武器正在分解,其中大部分来自第二次世界大战。(由于港口繁忙,北海接收的弹药量是波罗的海的四倍。)如果将所有这些武器排成一行,将从巴黎一直延伸到莫斯科,约 2500 公里!“在德国水域,没有任何一平方公里的海底没有弹药,”Guldin 说。
战后几十年里,自由职业的废金属收集者将爆炸物和其他有价值的战争残骸拖上岸,在金属市场上出售。渔船捕获未爆炸的弹药时,被要求交给海岸管理部门,而不是再次扔回海里。德国海军的扫雷部队试图清理一些垃圾,通常是通过引爆水下爆炸,但缺乏系统性解决问题的适当设备。只有当私营部门接手这些业务后,才出现了一整套全新的技术和技能。
自 2000 年代末以来,SeaTerra 由约 160 名海洋生物学家、液压专家、沉积学家、潜水员、工程师、地球物理学家、海洋测量员、焰火技术专家和考古学家组成的团队,在为风力发电场、电缆和管道项目清理安全海床区域的同时,一直在绘制沉没军火的地图。
但直到今年,SeaTerra 才获得了它长期以来梦寐以求的任务:开始系统性地改善海底环境,以保护海洋生态系统——以及依赖它们的居民。德国政府已拨款 1 亿欧元,作为试点项目,清理吕贝克湾(位于基尔以东南的波罗的海港口城市吕贝克附近)的有毒废物。“世界上没有任何其他国家曾经尝试过或实现过这一点,”该地区环境部长 Tobias Goldschmidt 在新闻发布会上说。

Guldin 和其他倡导者对项目的启动感到欣喜,但也承认这只会对波罗的海水下弹药的总量产生一点影响。他们的目标是回收价值 50 至 80 吨的弹药,尽管试点项目的主要目的是让 SeaTerra 和另外两家公司测试他们的技术,并向资助者证明这项工作是可行的。“然后就是扩大规模,提高效率,”Guldin 说。
速度至关重要,因为在它们的水下坟墓中,各种陆地和海军地雷、潜艇鱼雷、深水炸弹、炮弹、化学武器、航空炸弹和燃烧弹已经腐蚀了近 80 年。德国人和其他倾倒国一样,长期以来认为,当弹壳分解时,浩瀚的海洋会轻易地将污染物分解成无害的成分。大约 25 年前,科学家们发现,事实恰恰相反,炸药仍然是活性的,并且现在正在渗入生态系统并沿着食物链蔓延。
那条在“Alkor”号干实验室里从爬行器摄像头前游过的巴伦鱼?它几乎肯定含有 TNT 的痕迹,TNT 是一种高度有毒的炸药化合物。来自基尔的科学家毒理学与药理学研究所的毒理学家 Jennifer Strehse(该研究所发现了日益严重的毒素污染)表示,污染在贝类、底栖鱼类以及其他靠近弹药堆积地的动物中尤为普遍。她说,它们“被 TNT 或砷、铅和汞等重金属的致癌物污染”。

科学家们还在大西洋紫海胆、糠虾和蓝贻贝中发现了有毒浓度的 TNT。 Strehse 指出,一旦污染物逃逸到水中,就无法回收了。“所以,我们在与时间赛跑。”
德国卫生专家建议消费者每周食用当地鱼类的次数限制在两次以内,以减少接触重金属、二恶英或多氯联苯的风险。这些污染物的大部分来源是工业生产和化石燃料燃烧;TNT 不在指南范围内。尽管如此,TNT 和来自武器的其他污染物的风险足以让 Strehse 本人也避开所有波罗的海的贻贝。
生命立即遭受损失的风险也一直存在。大多数水下武器的威力与它们被倾倒的那一天一样强大。现在生锈了,它们变得更加不稳定——这对拖网捕鱼的渔船以及海上风电场开发者构成了危险的障碍,后者的庞大涡轮机园区是欧洲向清洁能源系统过渡的重要组成部分。在德国的两片海域,已有 400 多人——游客、水手、渔民、海军学员和弹药专家——因水下武器爆炸而丧生。

这种威胁也不会止于海上。随着弹药的恶化,燃烧弹中的琥珀色磷块、TNT 碎片或生锈的弹壳常常会冲刷到岸边。海滩搜寻者如果触碰到白色固体磷——通常将其误认为是受欢迎的波罗的海琥珀宝石——可能会遭受三级烧伤或更严重的伤害。这种化学元素会粘在人体皮肤上,在高于 30 °C 的温度下暴露于空气时会自燃。
战斗结束半个多世纪后,解决倾倒弹药对环境的危险和生命风险的任务本身就成了一场战斗。当 Guldin 于 2000 年进入弹药清理领域时,他看到了这个问题的巨大规模和恶毒力量,认为这是对他技术想象力的终极挑战。
57 岁的 Guldin 自称天性和平主义者,受过考古学训练。他出生在德国南部黑森林,远离海洋,作为一名持不同政见者,他拒绝在德国军队服役,后来加入了绿党。他曾协助发掘莱茵河沿岸的罗马定居点。然后他去了中东,在那里他发掘了也门和黎巴嫩的古代文明。最终,在 2000 年,他承认长期在国外工作和一次性挖掘不利于他想要的家庭生活。不久之后,他联系了一位老朋友 Edgar Schwab。
Schwab 是一名地球物理学家,比他这位朋友早了一步——在汉堡创业,从海底打捞第三帝国(纳粹德国)的致命遗迹。这两位朋友对挖掘解释人类历史的兴趣不大,反而更想消除人类对自然造成的破坏,于是他们共同创立了 SeaTerra。
Guldin 深入研究了北欧弹药倾倒的历史——这项做法直到 1975 年才在全球范围内停止。尽管 SeaTerra 为工业界 conscientious 地清理了海床区域,但更大范围的海底弹药数量一直困扰着他。他坚持要求他的国家清理这些弹药,以免后代遭受过去几代人战争的遗留问题。他在权力部门游说了 10 年,但未能让官方触及这个令人厌恶的问题。
自 1945 年以来,海底散布弹药的事实就广为人知,但没有人确切知道有多少以及在何处。SeaTerra 和一群热心的组织,包括 Strehse 的研究所,都明白在有人解决这个问题之前,他们必须首先弄清楚他们正在处理的是什么。
在为私人公司工作期间,SeaTerra 开始开发技术——例如原型爬行器 DeepC——用于逐米、极其细致地勘测海底。在深邃而 turbulent 的北海,洋流强劲,许多残骸埋在海底几米深处。为了穿透沉积物,SeaTerra 开发了水下无人机和先进的多波束雷达设备。对于浅水潮汐区,SeaTerra 还制造了配备磁传感器的低空无人机,能够探测到埋藏在沙子深处的金属物体。

SeaTerra 的许多创新都涉及修改在采矿、焰火和考古学等相关领域使用的技术。该团队一开始精力充沛但资源有限:“一开始,我们用扎带和管道胶带处理一切,”Guldin 说。团队现在操作的各种先进技术并非一人之功,但 Guldin 是其中许多技术的核心。
现在,对问题及其解决方法有了深刻的认识,Guldin 和 SeaTerra 的其他人都渴望在吕贝克湾展示他们积累的专业知识。“现在时机已到,”他最近在 LinkedIn 上宣布。“我们,这些爆炸物处理公司,现在可以开始我们真正的工作,让海洋更清洁……并衡量我们的想法和概念与这个祸害的物理现实。”他的声明称,这对公司来说是一个巨大的成功,也是“对我们在开发海上爆炸物新技术的多年努力的认可”。
在“Alkor”号上,科学家们相信他们的明星 Norppa 300 已准备好在吕贝克湾正式部署。这款爬行器是多年发明、测试和改进的结晶。与以往的海底机器人不同,它可以在 300 米的深度工作,并且可以 24/7 全天候工作,即使在 turbulent 的水域也是如此。它的多种功能将使专业潜水员免于执行一些清理探险中最危险的任务。机器人配备了声纳和声学成像系统,用于探测和识别埋藏的弹药。其可拆卸的机械臂包括一个定制设计的真空吸尘器,可以轻柔地吸走埋藏爆炸物上的沉积物,以及一个用于抓取弹药部件的钳子。
可处理武器的清理过程将涉及三个通用步骤,使用专用船只。首先,SeaTerra 的工程师和科学家们将在“Alkor”号——勘测船——上扫描现场并对弹药进行分类。他们还将采集水样供 Geomar 在船上分析,区分常规武器和化学武器。Guldin 承认,含有光气、砷和芥子气(也称为芥末气)的化学武器过于致命,可能永远无法处理。“你看不到或闻不到这些气体,”他说,“而且它们的爆炸可能会将一艘船炸上天,在几分钟内杀死船上的全体船员。”这些武器将被遗弃。

环境机构的 Künitzer 补充说,纳粹的神经毒气旨在使战场上的敌人丧失视觉、皮肤和呼吸能力。“在水下几十年也无法稀释其效力,”她说。
如果专家们认为材料足够安全可以运输,他们将部署 Norppa 300 将手榴弹等小件物品收集到水下金属网篮中。但如果船上监测的爆炸专家确定武器仍含有引信,则会派遣潜水员(而非机器人)来拆除它们。这是极其危险的工作,迄今为止只有人类能够完成。
接下来,第二艘船——清理船——上的另一支队伍,配备了桩腿(用于固定船只的桩),将使用装有摄像头的液压起重机来打捞较大的弹药,包括外壳腐蚀的弹药,并将它们放入水下容器中。最后一步是由第三支队伍将货物拖到他们的船——分拣船——的甲板上,进行分拣、标记和包装,然后将其运往波罗的海的一个临时地点。在那里,这些材料将被重新沉入管子中,并在水下储存,直到可以移交给负责的州当局——爆炸物处理服务部门进行销毁。

工人将有两个月的时间清理海湾——并证明 Norppa 300 和其他技术是否能够胜任。
但有一个障碍将使所有回收武器的销毁工作延迟约一年。德国只有一个主要的弹药处理设施,该设施目前正忙于焚烧来自全球各地的未爆炸弹药,其中包括令人难以置信的、仍在建筑工地挖掘出的纳粹时期爆炸物。因此,吕贝克湾项目的预算包括建造一个处理设施。公司和概念尚未最终确定。一种选择是建造一个漂浮的清理平台,机器人将在其中拆解弹药,并在一个 1300 °C 以上的爆炸室内燃烧化学成分,类似于陆基设施的处理方式。
还有另一个问题。多年来,海底倾倒区的弹药堆积物已经腐蚀并相互坍塌,形成了一堆扭曲、易燃的金属和爆炸物,使其回收变得更加复杂。唯一的选择是将其留在原地或当场炸毁。最好的情况是,到 2050 年,波罗的海所有最危险的常规弹药将最终成为历史,而北海的工作也将全面展开。最坏的情况是,资金无法到位,爆炸物山将继续大规模恶化,释放毒素。
在清理工作获得批准之前,Guldin 曾怀疑他的国家是否会解决这个问题,并认为他可能不得不接受 SeaTerra 的专业知识永远无法实现他和 Schwab 所设想的更伟大的目标。至少在可预见的未来,他将处于完成他毕生事业的中心,修复人类在海底造成的一些罪孽。
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