海洋到底有多深? 关于深海有哪些亟待解决的问题？

海洋几乎占地球表面的71%，几个世纪以来，科学家们一直在研究这个蓝色的大岛。但他们的工作还远远没有完成:我们的海洋如此之大，如此之深，以至于今天仍在被探索。

在许多方面，我们对火星表面的了解比我们对海洋的了解还要多，还有许多水下之谜尚未解开。例如，我们甚至不知道一些海床到底长什么样子。

更重要的是，有一些真正奇怪、奇妙和可怕的深海生物生活在海洋的黑暗深处(包括一直受欢迎的水滴鱼)。

海洋到底有多深?深海有哪些亟待解决的问题？阅读下面的文章，了解关于海洋深度的知识以及一些关于深海神秘问题答案的探索。

——关于海洋深度的知识

位于马里亚纳海沟南端的挑战者深渊深度为10,935米(35,876英尺)，是地球海洋的最深点。地点在太平洋，菲律宾以东。

挑战者深渊微世界

挑战者深渊比珠穆朗玛峰(8849米)的高度还要深，与地球上最高的山莫纳克亚山并列，莫纳克亚山本身部分被淹没在水下。挑战者号的深度是帝国大厦高度的28倍。

海洋的最深处以英国皇家海军挑战者号命名，1875年，挑战者号的船员首次探测到海沟的深度。

由于远程操作的潜水器，挑战深度的确切深度是在2021年发现的。

根据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的数据，海洋的平均深度约为3.7公里(确切地说是3688米)。

海洋之所以如此深是因为俯冲作用。这是地球上两个构造板块的交汇处，一个在另一个下面滑动。这两个交汇的构造板块在海洋中形成了深深的海沟和海槽。

根据《行星科学快报》的说法，挑战者深渊的深度“是不寻常的区域构造的结果”。在挑战者深渊中发现的极端深度构成了所谓的超深渊的地带。这个深度区域的深度在6000-11000米之间。

海洋最深处底部的极端压力使得探索和研究变得极其困难。然而，通过使用载人潜水器和远程操作车辆，我们成功地探索了令人难以置信的深度。

人类已经多次到达挑战者深渊的底部，这意味着人类已经探索了海洋的最深处。这是雅克·皮卡德和唐·沃尔什在1960年首次实现的。

第一次潜入挑战者深渊

2020年，宇航员凯瑟琳·沙利文和冒险家瓦妮莎·奥布莱恩成为第一批到达挑战者深渊底部的女性。由于这次探险，我们现在知道它的表面并不像以前认为的那样平坦，而是平缓的倾斜。这次潜水总共花了11个小时才完成。

深海环境(海洋最黑暗的深处，6000-11000米)是一些奇怪而奇妙的生命形式的家园。

有专门的鱼类、腹足类动物和其他后生动物生活在那里，它们能够应对恶劣的压力、完全缺乏光线和极端的温度。

在海底的最深处，科学家们发现了海参、鳞虫、多毛类蠕虫、虾和微生物等生物。、

——关于深海的5个亟待解决的问题

深海是地球上最后一个未开发的领域。很长一段时间以来，这个神秘的生态系统一直蕴藏着科学中一些最重要问题的答案。现在，新一波技术正在推动发现，这些发现将帮助我们拼凑出地球最后新领域的故事。

与大多数热液喷口不同，位于大西洋中部的失落之城喷口是碱性的。地球上的生命最早可能是在这些“白色烟柱”周围出现的

地球上的生命大约始于40亿年前。这些简单的细胞最初在哪里以及如何形成生命仍然是一个诱人的谜团，但越来越多的证据表明，它们可能首先出现在深海中。

2017年，古生物学家发现了由富含铁的赤铁矿组成的微观管状和细丝，这些管状和细丝存在于37.7亿至42.8亿陆地之间形成的岩石中(大部分海底被拖回地幔，融化并再循环成新的地壳)。这些微小的地层具有今天生活在深海热液喷口上的微生物的特征形状-在构造板块边缘形成的水下温泉。

化石的发现为NASA化学家MichaelRussell博士在20世纪90年代提出的理论提供了支持。他的想法是，活细胞的模板是由热液喷口烟囱内的微小岩石孔隙提供的。

要发生这种情况，一定要有特定的条件，特别是温度不能太高，否则生命的最初迹象就会立即被烧焦。此外，从这些喷口流出的液体必须是碱性的，才能为今天所有活细胞提供产生能量的条件。

大多数被称为“海底烟柱”的喷口都极热且呈强酸性。但位于大西洋的一个极其罕见的地层——失落之城——提供了合适的条件。更重要的是，像这样的白色烟柱被认为在年轻的地球上更为常见。

这可能是生命起源的更多线索来自远离深渊的实验室。在加州，在美国宇航局的喷气推进实验室，太空科学家劳里·巴格博士和埃里卡·弗洛雷斯一直在培育微小的热液喷口，并成功地产生了氨基酸，这是生命的重要组成部分。

与此同时，在伦敦大学学院，尼克·莱恩教授的团队建造了一个反应堆来模拟碱性热液喷口的条件，类似于《失落之城》。他们将脂肪酸和脂肪醇的混合物结合在一起，自发地形成了一层膜，包裹着一滴液体——一种基本的原始细胞。

生命起源于热液喷口的理论提出了一种令人兴奋的可能性，即生命可能以类似的方式在太阳系的其他地方开始。科学家们怀疑，在土星的卫星土卫二上，以及在木星的卫星木卫二冰壳下的巨大咸海中，存在着热液喷口。美国国家航空航天局的快船任务可能会在2030年到达木星轨道并接近这颗冰冷的卫星时发现宜居海洋的迹象。

一只矮胖的龙虾栖息在金色的珊瑚上

有一件事是明确的:科学家们不会很快就找不到新的深海物种。在最近一项为期三年的太平洋研究中，水下机器人(ROV)拍摄了近35万种动物:鱼、章鱼、珊瑚、海葵、虾、鱿鱼、海绵以及被称为异形藻的雕刻活泥球……这样的例子不胜枚举。只有五分之一是已知物种。并不是所有的图像都清晰到足以识别，但大多数是以前没有人见过的生物体。

每当科学家们观察深海时，他们几乎肯定会发现一些新的、意想不到的东西。“这总是一场不可思议的冒险，”波士顿大学的兰迪·罗特詹教授说，她联合领导了一次为期一个月的太平洋中部凤凰群岛探险。

研究深海物种的标准技术包括视觉识别和收集标本进行详细分析的结合。环境DNA(eDNA)是一种寻找含有DNA的细胞和大型水样中生物体脱落的粘液的方法，它正在成为一种更快速、更便宜的方法来发现附近有哪些物种。

深海物种的基因序列档案正在逐步建立。总有一天，根据它们留下的DNA，我们应该可以知道是否有一只巨型乌贼、格陵兰鲨鱼或任何其他神秘的深海生物从我们的视线中游过。

当罗特詹的团队完成分析他们的发现时，他们无疑会将条目添加到世界深海物种登记册中，该登记册在2021年年中列出了26,599个物种，这个数字一直在上升。罗特詹教授说:“这不仅仅是一个关于那里的目录，还有他们为什么在那里，他们在和谁互动，他们在做什么。”

罗特詹教授正在研究的深海生态学的一个方面是可以存活数千年的珊瑚的免疫系统。她想了解它们是如何从吃珊瑚的捕食者或珊瑚动物的攻击中痊愈的。这可能为了解先天免疫是如何在地球上一些最早的多细胞动物中进化的提供新的见解。它甚至可以应用于医学，因为我们和珊瑚有着共同的古老祖先。

像罗特詹教授这样的探险具有激发公众对深海的兴趣的巨大潜力。深海鲸鲨和一对精致的玻璃章鱼的镜头在网上引发了巨大的反响。对罗特詹教授来说，这些深海生态系统的一瞥是重要的提醒，提醒我们与如此多的隐藏生命共享这个世界。“作为这个星球的管家，我们真正需要的是保护我们的邻居，”她说。

水瓶座栖息地，世界上唯一的海底研究站

从技术上讲，深渊中没有任何地方是完全禁止人类进入的。越来越多的勇敢而好奇的人们对海洋的最深处进行了短暂的访问。2021年早些时候，妮可·山濑(NicoleYamase)成为第一个进入马里亚纳海沟挑战者深渊的太平洋岛民、第三位女性和最年轻的人。马里亚纳海沟南端的挑战者深渊是海洋最深的地方，深达近11公里。

但是向下和保持向下是不同的事情。到目前为止，在水下呆的时间最长的是从事石油和天然气设施建设工作的商业潜水员。他们在船上和石油钻井平台的加压舱里呆上几个星期，每天在一个潜水钟里往返于100米或更深的地下工作地点。他们的身体在整个过程中都充满了潜水气体，直到每次任务结束时才慢慢减压。

科学家们还采用饱和潜水作为在更深的地方花费更多时间的手段。这方面的先驱是法国水下电影制作人雅克-伊夫·库斯托(Jacques-YvesCousteau)，他在20世纪60年代在红海建造了一个海星形状的水下基地，名为大陆架II（ConshelfII）。他的孙子法比安·库斯托(FabienCousteau)正在计划下一代深海设备普罗透斯（Proteus）。

当我们在CatchOurDrift播客上谈到普罗透斯时，库斯托说:“为了让我们理解像海洋世界这样复杂、神秘、陌生的东西，我们必须花很多时间在那里。”

普罗透斯被称为第一个海洋国际空间站，它将是以前的水下栖息地的一个更大、适应性更强的版本，包括佛罗里达州的水瓶座——唯一一个仍在运行的水下栖息地，2014年库斯托在那里破纪录地生活了31天。

库斯托希望最终能在海洋中建立一个由普罗透斯基地组成的网络，供科学家和电影制作人使用，也供宇航员进行严酷的太空训练。第一个基地将容纳一个由12名潜水人员组成的团队，并将被安装在库拉帕拉索岛附近的海洋保护区。它将在大约18米深的水中，所以不是深渊，但仍然证明了人们在水下生活和工作的概念。

普罗透斯甚至还将拥有世界上第一个水下温室，为船员种植新鲜食物，还有一个广播工作室，帮助传播深海的奇迹。“我们希望人们能够梦想，能够与海洋联系，”库斯托说。

像图中这样的灯笼鱼，可能很快就会成为渔业的目标。但这些小鱼在将碳转移到深海中起着关键作用

气候变化已经影响到了深海。2020年的一项研究证实，地表至2000米之间的全球平均温度逐年上升。这一增幅可能看起来很小——2019年，气温比1981年至2010年的平均水平高出0.075摄氏度——但由于水的体积，吸收的热量相当于36亿颗原子弹爆炸的能量。

更大的变化即将到来。据预测，到本世纪末，分别在1000米和4000米深处的黄昏和午夜区域的温度将上升到8摄氏度。这对适应4°C左右环境的深海生物来说将是一个热冲击。

其他气候影响将伴随气温上升。海洋酸化预计会在200到3000米深处受到最严重的打击，那里的深海珊瑚将发现越来越难以制造外骨骼。变暖的海水将失去保持氧气的能力。在东北太平洋，温哥华岛附近，3000米以下的氧气含量在过去60年里已经下降了15%。

人类的影响很可能会降低深海缓冲碳浓度和温度上升的能力。

最近的一项研究估计，拖网捕捞破坏了海底的碳储存，造成的排放与航空业相似。他们还计划在这片海域的开放水域捕捞灯笼鱼，灯笼鱼被认为是世界上数量最多的脊椎动物。每天晚上，大量的鱼群从黄昏区迁徙到浅水区觅食，然后在黎明时分逃回深海，带着大量的碳。大量捕捞这些鱼可能会切断碳进入更深水域的关键途径。

开始挖掘深渊的计划同样伴随着令人担忧的预测。采矿可能会扰乱海底碳储量，其规模可能比拖网捕鱼更大。从开采的泥浆中提取的受污染的废水可以通过将其泵入过渡带来处理，在那里它会窒息水母和虹吸管等凝胶状的中水动物，所有这些动物都是将碳吸收到深海的重要动物。

一个悬而未决的谜团是，海底采矿是否会通过提供金属来制造电动汽车电池等绿色技术，从而有助于解决气候危机，还是会使情况变得更糟。

“海底2030”项目正在绘制更好的海底地形图

人们多次说过，我们对月球表面的了解比对海底的了解还要多。这是事实，至少从我们拥有的地图来看是这样，但这是一个正在逐渐改变的事实。

整个月球表面已被绘制成分辨率为7米的地图。相比之下，最好的海底完整地图是用卫星绘制的，这些卫星测量海面上的凸起，只显示至少5公里宽的特征。

值得记住的是，月球的面积大约比地球海床小10倍，而且没有海洋的阻碍，所以更容易看到月球上发生的事情。即便如此，科学家和工程师们仍在寻找新的、更好的海底测绘方法。

日本基金会-GEBCO海底2030项目旨在通过政府、研究人员、行业和个人捐赠的数据，在本十年末绘制出整个海底的地图。计划是获取深海海底每800x800米像素的深度读数。对于低于1500米的区域，每100x100米像素的读数下降到一个。

更好的海底地图将服务于各种目的。它们将帮助我们导航，它们将帮助铺设电信电缆，它们将提高我们对海底地形如何影响洋流和水混合的理解，使我们能够更好地预测气候变化。

Maxlimer是一艘无人驾驶船，可部署和回收自主潜水器

在绘制全球地图的同时，为了绘制巨型水下山脉的地图，科学家们也在绘制更详细的深渊部分地图。当罗特詹教授在RVFalkor号上共同领导太平洋探险时，她的团队研究了14座海山，其中包括10座以前从未被访问过的海山。他们使用船上的一系列传感器，包括一个多波束回声探测系统，来探测海底。随着数据的流入，三维地图被绘制出来，科学家们开始计划在哪里潜水。

当对这些海底山的研究发表后，科学家们将有机会为它们命名。海底山的命名有一个正式的程序，也有要遵守的规则。例如，你不能以活人的名字来命名它们。罗特詹教授和她的团队从历史和流行文化中汲取了一些深思熟虑和有趣的想法。