深海——生命的沙漠？

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人類已經登上了月球，可是對深海卻非常陌生。海洋覆蓋了地球71%的面積，海洋的平均水深是3800米，其中超過2000米的深海區占海洋面積的84%。著名海洋學家大衛·蓋羅（David Gallo）曾說，「人類只探測了3%的海洋」。1000米以下的海域屬於深海，主要分布在在大洋邊緣，與大陸邊緣相對平行。1000-4000米稱為半深海帶(Bathyal zone)，4000-6000米深的水層稱為深淵(Abyssal zone)。6000米至海床的水層稱為超深淵帶(Hadal zone)，大多數海溝在這一深度範圍。比較知名的馬里亞納海溝深度有11034米；其他還有菲律賓海溝、波多黎各海溝等。

在19世紀初，人們認為水下550米無生物的存在。連達爾文也認為，隨著海洋深度加深，其中的生物種類越少。直到19世紀中後期，英國的挑戰號(HMS Challenger)捕獲到了不少半深海帶中的海洋生物，人類又重新開啟了對深海的探索。藉助深海潛水器，探測器，生物捕撈器等工具，人類對深海生物的認識越來越豐富，逐步發現深海是生命的搖籃。

圖1：David Gallo與Alvin號深海探測器–WHOI

作為生命搖籃的深海

圖2：深海熱泉–NOAA

深海熱泉(hydrothermal vents)是生命的搖籃，這些熱泉基本上位於2000-5000米的深度。1977年，Alvin深海探測器首次在加拉帕戈斯群島附近發現深海熱泉，記錄了許多在熱泉的噴口附近的生物。科學家推測最早的生命形式-古菌就是在這樣高溫高壓的環境中產生的。深海熱泉的環境非常類似原始地球：高溫、低氧、pH多變、化合物豐富。這些古菌的能量和代謝形式與淺海和大陸的生物迥異，它們可以代謝SO3、甲烷等物質。

深海生物的一些門類具有獨特的能量利用形式。它們可以利用其共生的化能自養微生物，把無機碳轉換成有機碳化合物。化能自養菌可以利用環境中的硫化氫等還原化合物來固定無機碳，為他們的宿主提供碳源。科學家曾在貽貝中分離出兩類化能自養微生物:硫酸鹽氧化菌，甲烷氧化菌。

在南北極的深海區域，曾一度被認為是一個生物稀少的海域。然而近年來的科學考察在這片深海發現了上千種珍稀的新物種。在其他海域，物種數量隨著深度而減少，但在南大洋，科學家發現這種趨勢正好相反。除在南極洲附近海域發現的稀有物種之外，在從南緯60度到70度稍北的海底，還發現了更多的無脊椎動物。

深海生物的特點

圖3：形態奇異的深海生物–seasky

深海生物主要分為3種類型：浮游生物、底棲生物、游泳生物。浮游生物一般由細菌、原生動物、腔腸動物、甲殼動物、毛顎動物等的一些種類組成。游泳生物主要是魚類，其次為烏賊、章魚和蝦等。在深海平頂山、火山島、海底熱泉、溫泉附近，由於有較豐富的養分和棲息地，往往形成海洋生物資源富集區。

深海生物具有發光的特性。深海暗無光線，通過自身發光，這些生物得以實現通訊、覓食和自我防禦。海洋生物是人類認知較少的生物類群，深海生物更是剛剛起步。相比陸地上的生物，目前人類命名的海洋古菌和海洋動物非常少。

深海魚類對壓力有非常強的適應能力，可以在相應的深度範圍內生活。同時，深海溫度在4攝氏度左右，那裡的魚類都屬於冷水性魚類。這些魚類體內蛋白質的活性做出相應的改變，在高壓低溫的極端環境下也能行使酶的活性。

深海探測器

圖4：2012.6.27，中國蛟龍號潛水器在馬里亞納海溝下潛至7062米，是同類載人潛水器到達的最大深度-

1930年代，美國海洋學家畢比打造了一個堅固的金屬潛水球，在百慕大海域深潛434米，目睹了許多海洋生物。1960年，美國海軍用Trieste號探測器，在20分鐘內便抵達挑戰者深淵底。Trieste的兩位駕駛員Jacques

Piccard與Don Walsh看到海底的比目魚時嘖嘖稱奇，當時還發現了400多種比較小的原生動物。

蛟龍號是中國深海探測技術的標誌，中國自主研發。目前已進行了幾十次載人深海潛水。它最大工作深度為7000米，理論上它的工作範圍可覆蓋全球99.8%海洋區域。經過了不同深度的多次試潛之後，從2013年起，「蛟龍」號載人潛水器進入了試驗性應用階段，在南海、東太平洋和西北太平洋等地進行了多次下潛，在礦產勘探和地貌勘測方面取得了不少新成果。

美國、法國、日本等都是深海潛水技術發達的國家。美國比較知名的是Alvin探測器。國家地理頻道的深海節目不少都是這個探測器提供的影像資料。法國阿基米德號的科學家在勘察加海溝萬米深的海底發現有魚類活動，刷新了人類對魚類生存深度的認識。

深海在過去一直充滿著神秘色彩，但隨著科技進步、持續的深海探測，不斷有新發現。另一方面，深海探測不僅使人類認識了自然，許多技術也開始進入人們的日常生活。

參考文獻：

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5. What does it take to live at the bottom of the ocean?2015.1.29What does it take to live at the bottom of the ocean?

6. New Species and Surprising Findings in the Mariana Trench2014.12.17

New Species and Surprising Findings in the Mariana Trench - Schmidt Ocean Institute