中國(guó)蛟龍?zhí)柹詈Ｌ綔y(cè)器?

人類已經(jīng)登上了月球，可是對(duì)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(qū)占海洋面積的84%。著名海洋學(xué)家大衛(wèi)·蓋羅（David Gallo）曾說，“人類只探測(cè)了3%的海洋”。1000米以下的海域?qū)儆谏詈?，主要分布在在大洋邊緣，與大陸邊緣相對(duì)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(shù)海溝在這一深度范圍。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(jì)初，人們認(rèn)為水下550米無生物的存在。連達(dá)爾文也認(rèn)為，隨著海洋深度加深，其中的生物種類越少。直到19世紀(jì)中后期，英國(guó)的挑戰(zhàn)號(hào)(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(duì)深海的探索。借助深海潛水器，探測(cè)器，生物捕撈器等工具，人類對(duì)深海生物的認(rèn)識(shí)越來越豐富，逐步發(fā)現(xiàn)深海是生命的搖籃。

圖1：David Gallo與Alvin號(hào)深海探測(cè)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，這些熱泉基本上位于2000-5000米的深度。1977年，Alvin深海探測(cè)器首次在加拉帕戈斯群島附近發(fā)現(xiàn)深海熱泉，記錄了許多在熱泉的噴口附近的生物?？茖W(xué)家推測(cè)最早的生命形式-古菌就是在這樣高溫高壓的環(huán)境中產(chǎn)生的。深海熱泉的環(huán)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(zhì)。

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

在南北極的深海區(qū)域，曾一度被認(rèn)為是一個(gè)生物稀少的海域。然而近年來的科學(xué)考察在這片深海發(fā)現(xiàn)了上千種珍稀的新物種。在其他海域，物種數(shù)量隨著深度而減少，但在南大洋，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種趨勢(shì)正好相反。除在南極洲附近海域發(fā)現(xiàn)的稀有物種之外，在從南緯60度到70度稍北的海底，還發(fā)現(xiàn)了更多的無脊椎動(dòng)物。

深海生物的特點(diǎn)

圖3：形態(tài)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(xì)菌、原生動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、毛顎動(dòng)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，由于有較豐富的養(yǎng)分和棲息地，往往形成海洋生物資源富集區(qū)。

深海生物具有發(fā)光的特性。深海暗無光線，通過自身發(fā)光，這些生物得以實(shí)現(xiàn)通訊、覓食和自我防御。海洋生物是人類認(rèn)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(dòng)物非常少。

深海魚類對(duì)壓力有非常強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以在相應(yīng)的深度范圍內(nèi)生活。同時(shí)，深海溫度在4攝氏度左右，那里的魚類都屬于冷水性魚類。這些魚類體內(nèi)蛋白質(zhì)的活性做出相應(yīng)的改變，在高壓低溫的極端環(huán)境下也能行使酶的活性。

深海探測(cè)器

圖4：2012.6.27，中國(guó)蛟龍?zhí)枬撍髟隈R里亞納海溝下潛至7062米，是同類載人潛水器到達(dá)的最大深度-

1930年代，美國(guó)海洋學(xué)家畢比打造了一個(gè)堅(jiān)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(guó)海軍用Trieste號(hào)探測(cè)器，在20分鐘內(nèi)便抵達(dá)挑戰(zhàn)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(shí)嘖嘖稱奇，當(dāng)時(shí)還發(fā)現(xiàn)了400多種比較小的原生動(dòng)物。

蛟龍?zhí)柺侵袊?guó)深海探測(cè)技術(shù)的標(biāo)志，中國(guó)自主研發(fā)。目前已進(jìn)行了幾十次載人深海潛水。它最大工作深度為7000米，理論上它的工作范圍可覆蓋全球99.8%海洋區(qū)域。經(jīng)過了不同深度的多次試潛之后，從2013年起，“蛟龍”號(hào)載人潛水器進(jìn)入了試驗(yàn)性應(yīng)用階段，在南海、東太平洋和西北太平洋等地進(jìn)行了多次下潛，在礦產(chǎn)勘探和地貌勘測(cè)方面取得了不少新成果。

美國(guó)、法國(guó)、日本等都是深海潛水技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家。美國(guó)比較知名的是Alvin探測(cè)器。國(guó)家地理頻道的深海節(jié)目不少都是這個(gè)探測(cè)器提供的影像資料。法國(guó)阿基米德號(hào)的科學(xué)家在勘察加海溝萬米深的海底發(fā)現(xiàn)有魚類活動(dòng)，刷新了人類對(duì)魚類生存深度的認(rèn)識(shí)。

深海在過去一直充滿著神秘色彩，但隨著科技進(jìn)步、持續(xù)的深海探測(cè)，不斷有新發(fā)現(xiàn)。另一方面，深海探測(cè)不僅使人類認(rèn)識(shí)了自然，許多技術(shù)也開始進(jìn)入人們的日常生活。

參考文獻(xiàn)：

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https://www.ted.com/talks/david_gallo_on_life_in_the_deep_oceans?language=zh-cn#t-784228

5. What does it take to live at the bottom of the ocean?2015.1.29http://www.bbc.com/earth/story/20150129-life-at-the-bottom-of-the-ocean

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

https://schmidtocean.org/new-species-and-surprising-findings-in-the-mariana-trench/