顏色鮮艷的“泡泡糖珊瑚”。
2019年6月，美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局“俄刻阿諾斯探索者號(hào)”科考船開(kāi)始了第100次科考任務(wù)——“深海之窗2019”。此次考察的范圍是美國(guó)東海岸附近的深海區(qū)域，很多區(qū)域是科學(xué)家以前從未探索過(guò)的。
在考察的第一階段，科學(xué)家們利用先進(jìn)的深水測(cè)繪系統(tǒng)（如集束聲吶、多普勒海流探測(cè)儀等）和遙控潛水車(chē)，對(duì)這些海域的地質(zhì)和水文條件進(jìn)行了探測(cè)。第一階段的測(cè)繪工作旨在收集這些區(qū)域的基本信息，以便進(jìn)一步的勘探和研究。
第二階段任務(wù)主要是 “深海發(fā)現(xiàn)者”（簡(jiǎn)稱“D2”）遙控潛水車(chē)作業(yè)。D2遙控潛水車(chē)進(jìn)行了19次潛水，潛水深度為250～4000米，對(duì)深海珊瑚棲息地、海底峽谷、海底冷泉和中層水域進(jìn)行勘探。D2還配備了先進(jìn)的抽吸式采樣器，這種類(lèi)似吸塵器的采樣器能最大限度地減少對(duì)樣品的損傷，適合用于采集水母、海綿等“嬌嫩”的生物。下面，讓我們跟隨“深海之窗2019”的考察團(tuán)隊(duì)去看一看。
對(duì)某處海底陡崖多次探測(cè)的結(jié)果。
A.2014年的衛(wèi)星探測(cè)結(jié)果，只顯示了大致高度差；
B.此次考察中對(duì)這一區(qū)域的多波段測(cè)繪結(jié)果；
C.遙控潛水車(chē)實(shí)地探測(cè)時(shí)拍攝的照片。
D2遙控潛水車(chē)正準(zhǔn)備下水。
傳統(tǒng)采樣機(jī)械臂（左）和最新型的抽吸式采樣器（右）。
海底峽谷是位于海底大陸坡上的“河谷”，峽谷兩側(cè)是峭壁，谷中有濁流通過(guò)，帶來(lái)大量沉積物。海底峽谷及其周?chē)牡匦?、水流和沉積物可能相當(dāng)復(fù)雜。峽谷底形態(tài)與其形成過(guò)程相關(guān)，一般認(rèn)為濁流侵蝕是海底峽谷形成的主要原因，但海底滑坡、地震和其他地質(zhì)活動(dòng)也會(huì)影響海底峽谷的形成。
在海洋生態(tài)學(xué)家眼中，海底峽谷是不可忽視的“熱點(diǎn)”。因?yàn)楹５讔{谷生態(tài)系統(tǒng)通常多樣性很高，生物密度和物種豐富度遠(yuǎn)高于附近的平坦海床。海底峽谷地形復(fù)雜、水流情況多變，這意味著它能為不同習(xí)性的海洋生物提供多樣化的棲息地。此外，海底峽谷的生物多樣性通常與深度密切相關(guān)，峽谷越深，生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，生物多樣性也越高。
海底峽谷是深海珊瑚的樂(lè)園，這些珊瑚“扎根”于峽谷堅(jiān)實(shí)的基質(zhì)中，谷中濁流卷起的有機(jī)物顆粒為它們提供大餐。大片深海珊瑚叢為魚(yú)類(lèi)、甲殼類(lèi)、海星等動(dòng)物提供了棲息地。海參等底棲動(dòng)物生活在海底峽谷底部的軟質(zhì)沉積物中，它們攝取沉積物表層的養(yǎng)分，在海底峽谷生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中起到關(guān)鍵作用。
深海峽谷中的峭壁（A）、谷底沉積物層（B）和巖石露頭（C）為不同生物提供了多樣的棲息環(huán)境。
探索海底冷泉也是此次科考的重點(diǎn)之一。冷泉是硫化氫、甲烷或其他烴類(lèi)流體滲漏的海底區(qū)域，通常以鹽水池（海中洼地，其內(nèi)部海水鹽度遠(yuǎn)高于周?chē)Ｋ┑男问酱嬖凇?/span>冷泉的“冷”是相對(duì)于熱泉（也稱熱液噴口）而言的。熱泉溫度在60℃以上，最高可超過(guò)400℃。冷泉滲流的溫度比熱泉低得多，但通常比周?chē)Ｋ疁囟壬愿摺?/span>
冷泉周?chē)纳锒鄻有酝ǔ］^高，因?yàn)槔淙軌驗(yàn)楦浇纳锶郝涮峁┖芏嗄芰俊?/span>冷泉生物群落的基礎(chǔ)是化能自養(yǎng)微生物，這些微生物（包括細(xì)菌和古菌）能將冷泉滲出的甲烷等物質(zhì)合成為供其他生物利用的大分子有機(jī)物。這些微生物中有一些是自由生活的，它們聚集在一起，在海底形成了毛氈樣的微生物墊；另一些生活在管蟲(chóng)或貽貝等動(dòng)物體內(nèi)，與它們建立了共生關(guān)系：微生物為宿主動(dòng)物提供食物，動(dòng)物為共生微生物提供庇護(hù)。
研究人員用集束聲吶探索海底冷泉的位置。
海底冷泉滲出的氣體形成氣泡，附近是白色的微生物墊。
海底冷泉附近的深海貽貝群。
當(dāng)提到珊瑚時(shí)，大多數(shù)人想到的是熱帶淺海珊瑚礁。實(shí)際上，深海中也生活著很多珊瑚，它們?yōu)樵S多魚(yú)類(lèi)和無(wú)脊椎動(dòng)物提供庇護(hù)所、繁殖地和食物，在深海生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色。
常見(jiàn)的深海珊瑚包括竹珊瑚、黑珊瑚、軟珊瑚等。淺海珊瑚通常與藻類(lèi)共生，其絢麗的色彩來(lái)自不同藻類(lèi)。雖然深海中幾乎沒(méi)有陽(yáng)光，藻類(lèi)不能生存，但深海珊瑚的顏色也并不單調(diào)。
角珊瑚又名黑珊瑚，得名于它們黑色的骨骼。黑珊瑚骨骼由蛋白質(zhì)和幾丁質(zhì)組成，具有一定韌性。另一類(lèi)常見(jiàn)的深海珊瑚是竹珊瑚。竹珊瑚白色的骨骼呈現(xiàn)出明顯的分節(jié)，就像竹節(jié)一樣。
科學(xué)家在“布雷克高原”底部發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的深海珊瑚叢，將其稱為“珊瑚高速路”。
深海珊瑚生長(zhǎng)緩慢，脆弱的骨架也很容易被擾動(dòng)破壞。考察發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)活動(dòng)已經(jīng)對(duì)深海珊瑚叢造成了很大的影響。雖然我們離深海很遠(yuǎn)，但人類(lèi)制造的垃圾可以對(duì)那里造成毀滅性的影響。此次考察中，科學(xué)家在海底發(fā)現(xiàn)了不少垃圾，包括廢棄的漁具、塑料袋和鋁罐等。
竹珊瑚（左）和黑珊瑚（右）是深海珊瑚中比較常見(jiàn)的種類(lèi)。
斷裂的竹珊瑚的底部露出了碳酸鹽沉積形成的生長(zhǎng)環(huán)。珊瑚的生長(zhǎng)環(huán)類(lèi)似于樹(shù)木的年輪，科學(xué)家可以利用這些環(huán)來(lái)判斷珊瑚的年齡，以及了解海洋環(huán)境的變化。
海底一些垃圾與海洋生物十分相似，如一種珊瑚（左）與塑料碎片（右）。
通過(guò)遙控潛水車(chē)，科學(xué)家可以近距離觀察深海生物的“日常生活”，了解生物與環(huán)境之間、不同生物之間的相互作用。遙控潛水車(chē)記錄了很多珍貴的影像，包括一些生物獨(dú)特的行為模式，這是只有實(shí)地考察才能得到的重要信息。
此次考察拍攝到的魚(yú)類(lèi)大多是科學(xué)家熟悉的老面孔，其中金眼鯛、多鋸鱸等都是重要的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)，它們都依賴深海珊瑚提供食物和棲息地。
A.金眼鯛是當(dāng)?shù)匾环N重要的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)。
B.正在捕食的通鰓鰻。
C.在1610米深的海底發(fā)現(xiàn)的深海鱘魚(yú)。
D.深海狗母魚(yú)，視力極差，依靠胸鰭特化的觸須來(lái)感知周?chē)h(huán)境。
棘皮動(dòng)物主要包括海星、海蛇尾、海膽、海參和海百合等幾類(lèi)。科學(xué)家在此次考察中觀察到了不少有趣的棘皮動(dòng)物，例如像一塊金黃色餅干的“餅干海星”，像抱枕一樣鼓囊囊的黏液海星等。海蛇尾和海星比較相似，只是五只腕足又細(xì)又長(zhǎng)。遙控潛水車(chē)還拍攝到了海蛇尾將細(xì)長(zhǎng)的腕足纏繞在珊瑚上的景象。
A.一種海百合。
B.“餅干海星”。
C.新發(fā)現(xiàn)的一種海蛇尾。
D.海蛇尾纏繞在珊瑚上。
章魚(yú)和魷魚(yú)等頭足類(lèi)動(dòng)物也是深海棲息地中的常住居民。科學(xué)家觀察到有一種章魚(yú)在洞穴中孵卵，在此過(guò)程中它們幾乎一動(dòng)不動(dòng)，其體色卻會(huì)發(fā)生變化。
章魚(yú)守護(hù)著洞穴中的卵。
多種多樣的頭足類(lèi)動(dòng)物。
科學(xué)家在操縱遙控潛水車(chē)探索一處海底山丘時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)了一群搶食的鯊魚(yú)。近距離觀察發(fā)現(xiàn)：一條身長(zhǎng)約2.5米的劍魚(yú)尸體躺在海底，看上去剛死去沒(méi)多久，至少有11條小型鯊魚(yú)圍著它打轉(zhuǎn)，瘋狂地撕咬劍魚(yú)的皮膚和肌肉。這時(shí)，一條巨大的多鋸鱸從鯊魚(yú)群附近游過(guò)，一口吞下了一條鯊魚(yú)。
在黑暗無(wú)光的深海，來(lái)自上層海域的動(dòng)植物殘骸是重要的有機(jī)碳來(lái)源。當(dāng)一些大型動(dòng)物（如劍魚(yú)、鯨等）沉入海底，深海動(dòng)物就能享用一頓大餐。
一般情況下，深海鯊魚(yú)不會(huì)成群行動(dòng)或聚集在一起，除非附近有大量食物。作為相對(duì)較小的頂級(jí)掠食者，深海鯊魚(yú)需要花費(fèi)大量時(shí)間尋找獵物。當(dāng)大量食物突然出現(xiàn)時(shí)，它們會(huì)從較遠(yuǎn)的地方迅速趕來(lái)，然后最大限度地?cái)z取食物。這種迅速發(fā)現(xiàn)和定位獵物的能力對(duì)深海鯊魚(yú)的生存和生長(zhǎng)至關(guān)重要。但科學(xué)家尚不清楚它們是如何做到這一點(diǎn)的。
一群鯊魚(yú)在搶食劍魚(yú)尸體。
多鋸鱸吞食鯊魚(yú)。
在一處海底峽谷中，遙控潛水車(chē)拍攝到一只紅蟹棲息在海底一塊白色的地方。仔細(xì)一看才發(fā)現(xiàn)，這里有一大片魚(yú)卵，科學(xué)家推測(cè)這是杜父魚(yú)的卵。科學(xué)家觀察到這只螃蟹用鰲足鉗起魚(yú)卵送入口中。一些微小片腳類(lèi)動(dòng)物(甲殼目動(dòng)物，大多食腐)在螃蟹的口器上爬行，可能在吞食食物殘?jiān)?/span>過(guò)了一會(huì)兒，一只體形更大的帝王蟹從旁邊經(jīng)過(guò)，本來(lái)在慢悠悠進(jìn)食的紅蟹鉗起一長(zhǎng)串黏在一起的魚(yú)卵，迅速離開(kāi)了。
遙控潛水車(chē)拍攝到奇特的寄生現(xiàn)象：一只橈足動(dòng)物（黃色）寄生在一條鱈魚(yú)身上，而它身上也寄生著水蛭（白色）。
（本文圖片來(lái)自美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局） (編譯 施洋洋 責(zé)任編輯 何若雪）
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