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。”
深渊新物种远超预期
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。
深渊生物特立独行
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,鱼类的分布最深纪录一次次被刷新。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纪录。
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。”