图1.4　16世纪的海图“Carta Marina”。

真正的深海测量，要等到19世纪。起先还是用麻绳系上重物往海里抛，触碰海底后收回来，量到的长度就是水深。最为有名的是英国“挑战者号”（HMS Challenger）的环球航行，那时的深海考察船都是军舰，破纪录的深度是1875年在太平洋的马里亚纳海沟测到的8230m。丢绳子测深固然可以确定深海有底，但是论精度却很成问题。海水在流、船身在动，几千米的海水里绳子绝不可能垂直，重物触底的时间也并不精确。几乎与此同时，美国军舰为了探索跨太平洋通信电缆的铺设，在本州以东的日本海沟里测到更大的深度8513m，被认为是世界最大的海深，而测量使用的不是麻绳而是钢琴丝。钢琴丝比绳子细得多，投放下沉也快得多，从而将测量的效率和精度提高了一个量级。

几千米长的钢琴丝测深要用个机器，1870年代发明这台机器的人读者不会陌生：他就是大名鼎鼎的英国物理学家、皇家学会会长开尔文勋爵（Lord Kelvin），我们使用的绝对温度单位“K”就是纪念他的。不过他当时还不叫开尔文，叫威廉·汤姆孙（William Thomson），1866年因为装设第一条大西洋海底电缆有功被封为爵士，到1892年才晋升为开尔文勋爵。尽管19世纪大洋测深的精度不高，但是第一次看到了海底地貌，比如发现了大西洋中脊，成为1912年魏格纳（Alfred Wegener）提出大陆漂移说的依据之一。

不过现在所说大洋海沟上万米的真实深度，都是后来用回声测深的声学方法测出的。纵观一部科技史，改良固然有用，但是真的发展得靠源头创新，改换思路。深海测量真正的突破，就在于20世纪初利用声波测深的新思路。从船上向下方发射声波，声波到达海底反射回来，再由测深仪接收，根据传播时间计算出海底深度。海水中的声速约为1500m/s，实测一万米的水深也只要十几秒钟，因此声波测深从根本上改进了测量的时间和精度。1912年“泰坦尼克号”邮轮撞上冰山沉没，加速了声波测深的技术发展。1950年代起，单波束测深已经在海轮上广泛使用；到1980年代，开始用多波束条带测绘（multibeam swath mapping），大幅度提高了海底测深和制图的技术。