 顏色鮮艷的“泡泡糖珊瑚”。 2019年6月，美國國家海洋與大氣管理局“俄刻阿諾斯探索者號”科考船開始了第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)家以前從未探索過的。 在考察的第一階段，科學(xué)家們利用先進(jìn)的深水測繪系統(tǒng)（如集束聲吶、多普勒海流探測儀等）和遙控潛水車，對這些海域的地質(zhì)和水文條件進(jìn)行了探測。第一階段的測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”（簡稱“D2”）遙控潛水車作業(yè)。D2遙控潛水車進(jìn)行了19次潛水，潛水深度為250～4000米，對深海珊瑚棲息地、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，這種類似吸塵器的采樣器能最大限度地減少對樣品的損傷，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)隊去看一看。  對某處海底陡崖多次探測的結(jié)果。  D2遙控潛水車正準(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）。 多樣的棲息地海底峽谷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，帶來大量沉積物。海底峽谷及其周圍的地形、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)活動也會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”。因為海底峽谷生態(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園，這些珊瑚“扎根”于峽谷堅實的基質(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類、甲殼類、海星等動物提供了棲息地。海參等底棲動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。 海底冷泉探索海底冷泉也是此次科考的重點之一。冷泉是硫化氫、甲烷或其他烴類流體滲漏的海底區(qū)域，通常以鹽水池（海中洼地，其內(nèi)部海水鹽度遠(yuǎn)高于周圍海水）的形式存在。冷泉的“冷”是相對于熱泉（也稱熱液噴口）而言的。熱泉溫度在60℃以上，最高可超過400℃。冷泉滲流的溫度比熱泉低得多，但通常比周圍海水溫度稍高。 冷泉周圍的生物多樣性通常較高，因為冷泉能夠為附近的生物群落提供很多能量。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；另一些生活在管蟲或貽貝等動物體內(nèi)，與它們建立了共生關(guān)系：微生物為宿主動物提供食物，動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。 深海珊瑚叢當(dāng)提到珊瑚時，大多數(shù)人想到的是熱帶淺海珊瑚礁。實際上，深海中也生活著很多珊瑚，它們?yōu)樵S多魚類和無脊椎動物提供庇護(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共生，其絢麗的色彩來自不同藻類。雖然深海中幾乎沒有陽光，藻類不能生存，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。另一類常見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”。 深海珊瑚生長緩慢，脆弱的骨架也很容易被擾動破壞。考察發(fā)現(xiàn)，人類活動已經(jīng)對深海珊瑚叢造成了很大的影響。雖然我們離深海很遠(yuǎn)，但人類制造的垃圾可以對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的種類。  斷裂的竹珊瑚的底部露出了碳酸鹽沉積形成的生長環(huán)。珊瑚的生長環(huán)類似于樹木的年輪，科學(xué)家可以利用這些環(huán)來判斷珊瑚的年齡，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）。 豐富多彩的生物通過遙控潛水車，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。遙控潛水車記錄了很多珍貴的影像，包括一些生物獨特的行為模式，這是只有實地考察才能得到的重要信息。 魚類此次考察拍攝到的魚類大多是科學(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)魚類，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)魚類。 棘皮動物棘皮動物主要包括海星、海蛇尾、海膽、海參和海百合等幾類。科學(xué)家在此次考察中觀察到了不少有趣的棘皮動物，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。遙控潛水車還拍攝到了海蛇尾將細(xì)長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。 頭足類動物章魚和魷魚等頭足類動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在洞穴中孵卵，在此過程中它們幾乎一動不動，其體色卻會發(fā)生變化。 章魚守護(hù)著洞穴中的卵。 多種多樣的頭足類動物。 搶食的鯊魚科學(xué)家在操縱遙控潛水車探索一處海底山丘時，意外發(fā)現(xiàn)了一群搶食的鯊魚。近距離觀察發(fā)現(xiàn)：一條身長約2.5米的劍魚尸體躺在海底，看上去剛死去沒多久，至少有11條小型鯊魚圍著它打轉(zhuǎn)，瘋狂地撕咬劍魚的皮膚和肌肉。這時，一條巨大的多鋸鱸從鯊魚群附近游過，一口吞下了一條鯊魚。 在黑暗無光的深海，來自上層海域的動植物殘骸是重要的有機(jī)碳來源。當(dāng)一些大型動物（如劍魚、鯨等）沉入海底，深海動物就能享用一頓大餐。 一般情況下，深海鯊魚不會成群行動或聚集在一起，除非附近有大量食物。作為相對較小的頂級掠食者，深海鯊魚需要花費大量時間尋找獵物。當(dāng)大量食物突然出現(xiàn)時，它們會從較遠(yuǎn)的地方迅速趕來，然后最大限度地攝取食物。這種迅速發(fā)現(xiàn)和定位獵物的能力對深海鯊魚的生存和生長至關(guān)重要。但科學(xué)家尚不清楚它們是如何做到這一點的。 一群鯊魚在搶食劍魚尸體。 多鋸鱸吞食鯊魚。 吃魚卵的螃蟹在一處海底峽谷中，遙控潛水車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)，這里有一大片魚卵，科學(xué)家推測這是杜父魚的卵。科學(xué)家觀察到這只螃蟹用鰲足鉗起魚卵送入口中。一些微小片腳類動物(甲殼目動物，大多食腐)在螃蟹的口器上爬行，可能在吞食食物殘渣。過了一會兒，一只體形更大的帝王蟹從旁邊經(jīng)過，本來在慢悠悠進(jìn)食的紅蟹鉗起一長串黏在一起的魚卵，迅速離開了。 雙重寄生遙控潛水車拍攝到奇特的寄生現(xiàn)象：一只橈足動物（黃色）寄生在一條鱈魚身上，而它身上也寄生著水蛭（白色）。 （本文圖片來自美國國家海洋與大氣管理局） (編譯 施洋洋 責(zé)任編輯 何若雪） 文章來源微信公眾號:自然科學(xué)探索發(fā)現(xiàn) |
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