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乘“蛟龙”下潜,打开深海“盲盒”

来源:光明网-《光明日报》2026-07-23 04:00

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  作者:李新正(中国科学院海洋研究所研究员)

  东印度洋,5110米的漆黑深海里,“蛟龙”号遇见了大惊喜—本该趴在海底的海参,居然在海水里游泳!这只平足目羽参晃着小身子“划水”的模样,让科学家直呼头一回见到……

  钟海绵像深海里藏了亿年的奇异灯笼,海鞭珊瑚甩着软枝在暗流里轻轻晃,深海水虱慢悠悠从“蛟龙”号观察窗前路过……

  “蛟龙”号是世界上第一艘7000米级的多人载人深潜器,曾在马里亚纳海沟某段7062米水深处坐底成功。跟着它下海科考,仿佛打开了一个个深海“盲盒”,每一眼都是此前没人见过的独家画面——

乘“蛟龙”下潜,打开深海“盲盒”

“蛟龙”号准备下潜。新华社发

乘“蛟龙”下潜,打开深海“盲盒”

雪莲海绵。作者提供

乘“蛟龙”下潜,打开深海“盲盒”

大口翼参。作者提供

乘“蛟龙”下潜,打开深海“盲盒”

平额深海偏顶蛤。作者提供

乘“蛟龙”下潜,打开深海“盲盒”

冷泉化能群落。作者提供

乘“蛟龙”下潜,打开深海“盲盒”

“双龙”闯北极—“雪龙2”号保障“蛟龙”号冰区深潜。新华社发

  1 太多新物种,还有黑色的“蛋”

  2025年4月,我参加“蛟龙”号的东印度洋航次出海,再次乘“蛟龙”号下潜深海考察,最大下潜深度达5110米。在这样的深度发现了悬浮海水中的游泳海参——平足目的羽参,还有钟海绵、海鞭珊瑚、深海水虱等。

  这让我不免想起第一次跟随“蛟龙”号下潜的刺激与惊喜——2013年航次是“蛟龙”号第一个实验性应用航次,也是该深潜器的首航。我有幸参加了其首航次第一航段的考察,并作为“蛟龙”号第一个科学家团队的成员,承担了第一个深海海山下潜潜次的考察任务,成为第一位下潜至3500米以上级深海的科学家团队成员,这段经历终生难忘。

  在第一航段40多天的考察中,“蛟龙”号执行了10个潜次的下潜任务,另有重力取样、测深侧扫、采水等常规考察项目。科学家团队收集了大量考察数据和影像资料,采集了少量必需的地质和生物样品,大部分数据、影像和样品都是第一次获得。在采获的深海动物样品中,一半以上的物种为科学上的新种,陆续发表在专业学术刊物上。本次考察的海底区域均为人类首次考察,航段结束后,考察过的冷泉区和海山区分别被命名为“蛟龙冷泉I号区”和“蛟龙海山区”。

  根据航次计划和考察队安排,我是7月3日执行的“蛟龙”号第58次下潜任务,考察地点在蛟龙海山区,最大下潜深度为3700米,这也是本航段“蛟龙”号首次下潜到3500米水深以下。

  随着“甲板准备!”“开始下潜!”等一连串命令,“蛟龙”号被平稳释放到海面后,于上午8:00准时开始下潜。根据潜次计划,我们潜向一座沉寂了28万年的小火山的喷口正中央。在最开始的10米水深以内,从舷窗向外看去,潜器周围飘满了钻石般的晶莹的小气泡,简直漂亮极了。0米、-5米、-10米、-20米……随着“蛟龙”号仪表盘上水深数据的跳动,舷窗外的海水由美丽的青绿色变为宝蓝色、深蓝色、黑蓝色,到100米深时,外面海水就基本上是漆黑一片了。逐渐地,眼睛适应了外面的黑暗,这时,发光的浮游动物就映入眼帘,荧光点点,有的绿色,有的蓝色,有的红色,一晃,就往上飘过去了(与下潜的潜器做相对运动)。从数量上看,1500米到2000米左右看到的最多。

  下潜到离海底50米时,潜航员打开了潜器的灯光,顿时,窗外一片光明,有一些“海雪”向上飘去,我们逐渐看清了潜器下方的环境,开始是土褐色的海底,渐渐地,海底景象越来越清晰,圆形、椭圆形、不规则的黑色的蛋状物密密麻麻地铺满了海底,大小不一,小的鸡蛋、鹌鹑蛋大小,大的跟鹅蛋、鸵鸟蛋差不多大。“锰铁结核!”——我几乎脱口而出,从舷窗里远远地向外望去,整个海底漫山遍野铺满了这种结核,在下潜之前,无论是文献中还是本航次的测深侧扫观测,均未发现这里居然有锰铁结核——这可是本航段最重要的发现!

  2 海参竟会游泳,“海雪”纷纷扬扬

  潜器坐底后,仪表盘显示水深3557米。我们看到,正在海底的锰铁结核上爬行的深海海百合、扎根结核上的海伞珊瑚、正在活动的法克松棘虾、辛那参、平泥参等深海大型底栖动物,特别是平泥参,是我第一次看到的会游泳的海参——以往只从文献中看到,深海里有会游泳的海参,而我只见过浅海的海参,是在石头上爬、底泥里钻的,想象不出这类蠕虫状动物是怎么游泳的?这次亲眼看到了!

  只见这种平泥参身体两侧的皮肤延展出类似舌鳎鱼那样的鳍状构造,该构造的蠕动可让整个参体离开海底向前游动一段距离,但很慢很笨很滑稽的样子,不像舌鳎鱼那样灵活快捷。除了平泥参是紫色的——这也是深海大部分大型海参的体色,其他类别的动物大多呈现苍白、纯白或者红色。

  完成了小火山喷口底部的考察,我们按潜次计划调整航向向喷口的东北方向驶去。根据下潜前的地形扫描可以看出,这个喷口在数万年前喷发后大致呈圆井形,其后,随着地壳变动和底层海流的冲刷侵蚀,现在的形态是一个类似簸箕的形状,西南的井壁已经坍塌抹平,但东北处的井壁依然是立陡的峭壁。由于潜器紧贴海底航行,这里的“海雪”密度很高,随着潜器的前行,灯光所到之处,大片的“雪花”向后飞去,仿佛置身东北那漫天飞雪的世界。“海雪”是海洋学家对深海絮状有机物碎片的形象称呼。“海雪”的主要组成部分是来自上层浮游生物、游泳动物的尸体、粪便形成的细小颗粒。沉降时,细小颗粒吸附或者黏附在泥沙颗粒表面或者互相吸附,形成了大小不等的絮状物,大者如鹅毛大雪的雪片。“海雪”的沉降速度非常缓慢,每年下降几厘米到几十米不等,因此,看上去在海水中是静止的。可当潜器航行在密度较高的“海雪”区时,由于相对运动,“海雪”看上去就是飘飘洒洒漫天遍野的鹅毛大雪。深海的海绵、珊瑚等固着生活的动物,通过过滤海水获得“海雪”有机物作为营养物,而海参等则通过大量吞食过滤降落到沉积物中的“海雪”有机物作为营养。因此,“海雪”密度高的深海区域,深海动物、微生物的数量就多一些,反之就少一些。从这一点看,除了热液、冷泉等深海特殊的化能环境,绝大部分深海环境(包括海盆、海山、海沟等)中生活的生物仍然要靠海洋上层的生物提供营养,它们仍然是阳光生态系统的重要组成部分。

  3 发现雪莲海绵,漫山遍野铺满蛤和虾

  很快,“蛟龙”号行驶到了喷口底部的东北侧,一堵陡立的峭壁映入眼帘,正是喷井的内壁,只见上面怪石嶙峋,如同用大小不一奇形怪状的火山石垒砌的石墙。随后,潜器沿着峭壁向上升起,峭壁上居然生活着不少动物,有白色的长满长长“疣足”的幽灵参,白色的铠甲虾、海星,苍白色的海鞭冷水珊瑚,多丛软珊瑚……有一株看上去脸盆大小的雪白的海绵,白得极为纯粹,找不到合适的形容词来描述它有多白,后来回到实验室经过研究,发现这是一个海绵的新种,因为其形态很像高山雪莲,就将其命名为雪莲海绵。

  潜器爬升过程中,潜器的震动还惊扰了一只正悬在水中休息的大型浅紫色游泳海参,不同于前面讲到的平泥参,这只海参是在身体前部口周围的皮肤延伸出一圈扇状的鳍,它受到惊扰后迅速上下摆动鳍,身体也如同“蝶泳”般蠕动,加速很快,超过了潜器的速度,便从我们的视野中消失了。根据影像鉴定,这是一只典型的深海游泳海参——大口翼参。

  升到喷井外后潜器再次坐底,采集沉积物样品。灯光吸引来了一些鱼虾等动物,包括一条1米多长典型的深海鱼类鼠尾鳕,它围绕潜器转圈。之后,潜器沿山坡往山根行驶,边航行边考察,直到3700米水深处,完成本潜次考察计划。

  除了笔者下潜看到的深海动物,在南海航段还发现了大量其他深海动物种类,最令人震撼的是在冷泉区发现的“平额深海偏顶蛤—柯氏潜铠虾群落”,这是一个典型的深海冷泉喷发后期的化能生物群落。

  海洋化能生物群落,是在海洋的化能环境中形成的生物群落。群落的能量来自环境中的化学能,也就是从海底裂缝中喷出、流出或者渗出的甲烷气体或者硫化物,与海水中的物质发生氧化还原反应放出能量,这些能量被化能微生物捕捉利用,生产有机物,供应整个群落营养物。化能环境所占的海底面积非常小,仅仅是深海生态系统非常小的很极端的一部分。与其对应的是阳光生态系统,是指以太阳光作为生态系统中生物群落的最初能量来源和生态系统运行驱动力的生态系统,通过植物和细菌的光合作用固定太阳光、制造有机物,供给整个生态系统中的其他生物作为食物。陆地生态系统、海洋中的水体生态系统和绝大部分海底的底栖生态系统均为阳光生态系统。

  可这一次,只见漫山遍野铺满了10~30厘米厚的由偏顶蛤和潜铠虾构成的动物群体,经过对样品的鉴定,这个群落的旗舰种包括棕黄色的平额深海偏顶蛤、白色的柯氏潜铠虾和白色的长额阿尔文虾,另有帽贝、鳞沙蚕等个体小一些的动物。从数量上看,这一类的生物群落是海洋底栖生物中生物量最高的群落,即使浅海也没有这么高的生物量。

  4 每一次下潜,都是海洋科技的新进展

  2018年,我参加了我国第二艘载人深潜器“深海勇士”号深潜,并在海马冷泉区下潜。这里明显比蛟龙冷泉I号区年轻,正处于喷发初期。我们下潜时听到了甲烷和硫化气体喷发时的爆破声,看到了爆炸留下的深坑,说明即使冷泉,在青壮年期其喷发也是剧烈的。比较发现,处于喷发初期的海马冷泉和处于喷发晚期的蛟龙冷泉I号区,其生物群落的种类组成差别很大,蛟龙冷泉生物群落的旗舰种只有3种,而海马冷泉生物群落的优势种包括偏顶蛤、伴溢蛤、管虫、冷泉管海参、石鳖、帽贝、石蟹、蛇尾、白螺等,种类多了很多,我们还报道了一个贝类的新种——海马矩蛏螂。除了海马冷泉,这个航次还考察了海台和泥火山等深海环境,发现了红珊瑚、石珊瑚、海蛇尾、海葵、海胆、竹节珊瑚、松骨海绵、紫柳珊瑚、铠甲虾、枝首海绵、海蛄虾、黑珊瑚、茗荷儿等动物。通过潜器,还诱捕到了一只珍贵的大王具足虫,后续研究发现大王具足虫有占身体体积约2/3的巨大的胃,转录组分子生物学研究发现,其具有十分独特的充分利用食物的能力,表现出极强的深海极端环境适应性。

  从1991年开始做海洋生物多样性工作,我发现即使同一科同一属,浅海动物与深海动物在形态、体色、基因表达等方面都有诸多差异。我很早就学会了轻潜潜水,可以背着氧气瓶到几十米以内的浅海去观察浅海动物,从而理解了它们为什么有那样的形态、体色。但背着氧气瓶潜水是到不了深海的,而我国自主研发、独立建造的载人深潜器帮我实现了多年的梦想,多次下潜的经历中,我亲眼观察到了深海动物及其生活的环境。

  近年来,我国多艘科学考察船、多种海洋考察装备连续下海,“蛟龙”号、“奋斗者”号载人深潜器成为世界载人深潜装备的佼佼者!它们都是可重复使用的多功能深海考察装备,是我国海洋科技工作者的骄傲。中国进入了深海探险考察的黄金时代,这是一个令中国海洋人扬眉吐气的时代!

  《光明日报》(2026年07月23日 16版)

[ 责编:王文韬 ]
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