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深渊海沟科学之谜知多少

时间:2018-12-30 20:19:25

深渊海沟科学之谜知多少
  • 来源:科普时报
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  • 作者:□ 张建松
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  • 2018-12-26 10:43


国际海洋界把海面6000米以下的地方称为深渊区。中国“彩虹鱼”2018马里亚纳海沟海试与科考团队首席科学家刘如龙日前告诉新华社记者,尽管深渊区面积仅占全球海底总面积的1%到2%,但巨大深度构成了独特的海洋生态系统,有许多科学之谜尚待探索。

刘如龙介绍说:“深渊区主要有海沟和海槽两种地形。目前全球已发现46个深渊区,包括33条海沟和13个海槽。33条海沟中有26条分布在太平洋,马里亚纳海沟是全球最深的海沟。”

科学家过去曾以为,海面6000米以下的地方,由于超高的静水压力、缺乏阳光和食物供给,加之特殊的海底地形、剧烈的构造活动等多种极端环境因素,是一片死气沉沉、与世隔绝、毫无生命活力的世界。然而,随着人们对深渊展开科学调查,这些认识正在被颠覆。

据刘如龙介绍,早在20世纪四五十年代,苏联和丹麦的科考调查船就曾经对全球13条深度超过6000米的海沟开展了一系列调查。科学家在其中8条海沟发现了300多个新物种,其中三分之一以上的新物种都只存在于深渊环境。这些发现使科学家认识到,黑暗的深渊世界生活了极其独特的“深渊生物群落”。

随着深海调查技术进步,全球近年来又陆续开展了多项大型深渊调查活动,发现了更多深渊新物种,深渊生物量和生命活力也远超预期。例如,在深度超过10000米的汤加海沟,科学家发现了成千上万只端足类生物;在最大深度约8000米的阿塔卡马海沟,小型底栖生物的密度可达每平方厘米6378只;在10542米的千岛海沟,中小型底栖生物的丰度甚至高于附近较浅的海底平原。

随着深渊考察不断深入,“鱼类分布的最大深度”这一科学悬案也不断有新的发现。目前,鱼类的分布最深记录一次次被刷新。科学家在马里亚纳海沟8145米深处已发现鱼类分布,在波多黎各海沟8370米深处还采集到鱼类样品,这是目前所知的鱼类分布最深记录。

深渊微生物的研究结果,同样也出乎科学家预料。研究发现,深渊生物圈中微生物的丰度、多样性以及活性均非常高,绝非想象中的“死气沉沉”。通过对马里亚纳海沟沉积物分析,科学家发现,地球海洋最深处的微生物群落保持着极高的代谢活性。

在深渊海沟,科学家还观察到一些令人诧异的生命现象。例如,生活在深渊环境的端足类生物,“个头”明显比浅海中的同类大得多。人们曾在克马德克海沟7000米处捕获到体长达35厘米的端足类生物,而在浅海区生活的亲缘物种,体长仅几厘米。

又如,科学家过去曾认为,在“碳酸钙补偿深度”以下的海域,因为碳酸钙以溶解态存在,以碳酸钙为主要结构组分的生物,如有孔虫、珊瑚、甲壳类等都无法生存。然而,科学家却在深渊调查中,在“碳酸钙补偿深度”以下发现了类似生物。

“在庞大的海洋生态系统中,海面6000米以下的深渊生物特立独行,”刘如龙说,“在充满未知的深渊,还生活了哪些种类的海洋生物?它们如何适应巨大的海水压力?有哪些独特的生理机制和特殊基因?这些都是海洋生物学家要解开的科学之谜,也是我们此次前往马里亚纳海沟开展科学调查的目的。”

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