科普：深淵海溝科學之謎知多少

新華社“沈括”號12月9日電（記者 張建松）國際海洋界把海面6000米以下的地方稱為深淵區。中國“彩虹魚”2018馬裏亞納海溝海試與科考團隊首席科學家劉如龍日前告訴新華社記者，儘管深淵區面積僅佔全球海底總面積的1%到2%，但巨大深度構成了獨特的海洋生態系統，有許多科學之謎尚待探索。

劉如龍介紹説：“深淵區主要有海溝和海槽兩種地形。目前全球已發現46個深淵區，包括33條海溝和13個海槽。33條海溝中有26條分佈在太平洋，馬裏亞納海溝是全球最深的海溝。”

科學家過去曾以為，海面6000米以下的地方，由於超高的靜水壓力、缺乏陽光和食物供給，加之特殊的海底地形、劇烈的構造活動等多種極端環境因素，是一片死氣沉沉、與世隔絕、毫無生命活力的世界。然而，隨著人們對深淵展開科學調查，這些認識正在被顛覆。

據劉如龍介紹，早在20世紀四五十年代，蘇聯和丹麥的科考調查船就曾經對全球13條深度超過6000米的海溝開展了一系列調查。科學家在其中8條海溝發現了300多個新物種，其中三分之一以上的新物種都只存在於深淵環境。這些發現使科學家認識到，黑暗的深淵世界生活了極其獨特的“深淵生物群落”。

隨著深海調查技術進步，全球近年來又陸續開展了多項大型深淵調查活動，發現了更多深淵新物種，深淵生物量和生命活力也遠超預期。例如，在深度超過10000米的湯加海溝，科學家發現了成千上萬隻端足類生物；在最大深度約8000米的阿塔卡馬海溝，小型底棲生物的密度可達每平方厘米6378隻；在10542米的千島海溝，中小型底棲生物的豐度甚至高於附近較淺的海底平原。

隨著深淵考察不斷深入，“魚類分佈的最大深度”這一科學懸案也不斷有新的發現。目前，魚類的分佈最深記錄一次次被刷新。科學家在馬裏亞納海溝8145米深處已發現魚類分佈，在波多黎各海溝8370米深處還採集到魚類樣品，這是目前所知的魚類分佈最深記錄。

深淵微生物的研究結果，同樣也出乎科學家預料。研究發現，深淵生物圈中微生物的豐度、多樣性以及活性均非常高，絕非想象中的“死氣沉沉”。通過對馬裏亞納海溝沉積物分析，科學家發現，地球海洋最深處的微生物群落保持著極高的代謝活性。

在深淵海溝，科學家還觀察到一些令人詫異的生命現象。例如，生活在深淵環境的端足類生物，“個頭”明顯比淺海中的同類大得多。人們曾在克馬德克海溝7000米處捕獲到體長達35厘米的端足類生物，而在淺海區生活的親緣物種，體長僅幾厘米。

又如，科學家過去曾認為，在“碳酸鈣補償深度”以下的海域，因為碳酸鈣以溶解態存在，以碳酸鈣為主要結構組分的生物，如有孔蟲、珊瑚、甲殼類等都無法生存。然而，科學家卻在深淵調查中，在“碳酸鈣補償深度”以下發現了類似生物。

“在龐大的海洋生態系統中，海面6000米以下的深淵生物特立獨行，”劉如龍説，“在充滿未知的深淵，還生活了哪些種類的海洋生物？它們如何適應巨大的海水壓力？有哪些獨特的生理機制和特殊基因？這些都是海洋生物學家要解開的科學之謎，也是我們此次前往馬裏亞納海溝開展科學調查的目的。”