位于菲律賓東南部海岸的馬里亞納海溝,被譽(yù)為是世界上最深的海溝,其最深點(diǎn)到海平面的距離為11034米。如果將珠穆朗瑪峰倒放在海底,其深度也不及馬里亞納海溝。所以,探索馬里亞納海溝的難度,不亞于攀登世界第一峰。
8848.68米高的珠穆朗瑪峰上是一片白茫茫的世界,幾乎看不見(jiàn)任何生物,那么萬(wàn)米深的馬里亞納海溝,它的最深處是什么樣的?最深處的“水”還是液態(tài)嗎?那里的水溫又有多高?在這種環(huán)境下,還有生物能夠存活嗎?
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馬里亞納海溝深處的“水”
馬里亞納海溝是6000萬(wàn)年前,在地球板塊運動(dòng)中誕生的,它全長(cháng)2550千米,寬70千米。馬里亞納海溝萬(wàn)米處的水溫,如果靠人工進(jìn)行溫度探測,幾乎難以實(shí)現,因為在馬里亞納海溝萬(wàn)米深處,其水壓能夠達到1000個(gè)大氣帕。在這樣的深海之中,如果聲音能夠傳遞出來(lái),扔一個(gè)密封瓶下去,“砰”的一聲,密封瓶瞬間爆炸。
不過(guò),雖然馬里亞納海溝的海水壓強非??植?,但隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的提升,科學(xué)家們研制出來(lái)的一些儀器,也能到萬(wàn)米深的海域進(jìn)行作業(yè)。
水有液體、氣體、固體三種存在形式,氣體是存在高空之中的,所以在馬里亞納海溝萬(wàn)米深處,海水只能以固體和液體這兩種形式存在。而人類(lèi)使用的深海探測器是一種在水域里使用的探測儀器,如果萬(wàn)米深的馬里亞納海溝深處不是液體狀態(tài),深海探測器就無(wú)法再前行,碰到固體狀態(tài)的時(shí)候就會(huì )返回,無(wú)法再進(jìn)行探測工作。
另外,水在0攝氏度的時(shí)候就會(huì )結冰,而冰的密度比水小,將冰放在水里,冰會(huì )漂浮起來(lái),即使是一座冰山和水放在一起,冰山也會(huì )在水面上,所以,如果馬里亞納海溝萬(wàn)米深處的“水”不是“液體”,就會(huì )漂浮起來(lái),因此,馬里亞納海溝其深處的“水”也只能是液體狀態(tài)了。
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在同一地平線(xiàn)上,氣壓越高,溫度越低,可在深海之中,其溫度的變化卻不受氣壓的影響,因為在深海里,是不存在氣壓的。水深的變化,影響的是水壓。所以,即使馬里亞納海溝萬(wàn)米深的地方,水壓達到了1000個(gè)大氣帕,但對水溫變化毫無(wú)影響。
在馬里亞納海溝萬(wàn)米深的地方,利用深海探測儀進(jìn)行探測,其數據顯示,水溫是2攝氏度左右。同時(shí),由于深海處海水流動(dòng)性小,終年水溫變化不大,一直保持在2攝氏度左右,它深處的水也是“液體”。
珠穆朗瑪峰在陸地上,即使常年冰雪,但是還能見(jiàn)到陽(yáng)光??稍隈R里亞納海溝深處,陽(yáng)光無(wú)法穿透萬(wàn)米海水,所以這里終年漆黑一片。低溫、低氧、高壓、沒(méi)有光照,還營(yíng)養寡淡,將馬里亞納海溝深處的環(huán)境,稱(chēng)之為極端惡劣也不為過(guò)。
那么,在如此惡劣的環(huán)境中,在馬里亞納海溝的深處,還有生物生存嗎?在這樣的環(huán)境中,它們又是如何存活下來(lái)的?
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深海遨游的生物
雖然地球上71%都是海洋,可對于海洋的探索,人類(lèi)摸索不過(guò)20%。尤其是深度大于6000米的海域,對于人類(lèi)而言,更是知之甚少。曾有研究表明,世界上所有的魚(yú)類(lèi),在8400米以下的海域,都是無(wú)法生存的。
馬里亞納海溝也是如此,除了在8145米的海床上發(fā)現的深淵獅子魚(yú)之外,8400米之外更深的地方,大型生物幾乎很少存在。
馬里亞納海溝的深淵獅子魚(yú),是一種乳白色半通明的魚(yú)類(lèi),它最長(cháng)能夠長(cháng)到20厘米。雖然深淵獅子魚(yú)也是一種魚(yú)類(lèi),但和普通的魚(yú)類(lèi)相比,也有很大的區別。它的身上沒(méi)有一片魚(yú)鱗,肌肉與纖維組織柔韌而又細密,骨骼細薄且易彎曲,這樣的身體,讓它能夠抗住深海的高壓,在8000米之下的海域生存。
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在深海中生存,其實(shí)對于魚(yú)類(lèi)來(lái)說(shuō),也是一個(gè)艱難挑戰,它們必須不斷進(jìn)化來(lái)適應環(huán)境。如魚(yú)鱗是魚(yú)類(lèi)用來(lái)保護自身的,對于魚(yú)類(lèi)來(lái)說(shuō),魚(yú)鱗除了是自己的保護殼之外,還能防止自身的水流失??稍?strong style="transition: ;">深海處,處于高壓環(huán)境中,魚(yú)鱗不僅起不到保護作用,還會(huì )成為傷害自身的利器。
所以,為了適應高壓環(huán)境,生活在深海中的魚(yú)類(lèi),把魚(yú)鱗進(jìn)化了,還讓身體結構變得更柔軟。8000米左右的深海,是深淵獅子魚(yú)的挑戰極限,但在馬里亞納海溝深處,一萬(wàn)米之下的海域,也并非沒(méi)有其他肉眼可見(jiàn)的生物。
馬里亞納海溝萬(wàn)米深處肉眼可見(jiàn)的生物,其中典型的代表是“短腳雙眼鉤蝦”。它們能夠承受的壓強是普通蝦類(lèi)的1000倍,體長(cháng)在2-5厘米之間?!岸棠_雙眼鉤蝦”屬于端足目生物,大多身體都是漂白色,部分是灰白色的。
“短腳雙眼鉤蝦”的神奇之處在于,它能夠消化其他動(dòng)物吐出來(lái)的食物。而這種能力,正是在極端環(huán)境下生存可遇不可求的。萬(wàn)米深處的海域,生物的食物來(lái)源少之又少,“短腳雙眼鉤蝦”依靠著(zhù)沉積在海底的植物木屑為食。它們的內臟中有微生生物,可以幫助消化纖維。
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萬(wàn)米之下的海域,算得上是真正的無(wú)人之地,魚(yú)類(lèi)無(wú)法生存,動(dòng)物少得可憐。但就是在這樣的環(huán)境之下,原核微生物物種卻極為豐富。截至2021年,通過(guò)對馬里亞納海溝沉積微生物研究,研究人員已經(jīng)建立了178個(gè)微生物基因組草圖,并將這些微生物群分了7個(gè)門(mén)。
馬里亞納海溝的微生物之所以能大量繁殖生長(cháng),主要是海溝中的微生物,同時(shí)具備氧呼吸與無(wú)氧呼吸的本領(lǐng),它們的這種本領(lǐng),讓它們在各種環(huán)境中都能頑強生存。
另外,海洋和森林一樣,具有固碳作用,海洋生物完成了地球上55%的生物碳和綠色碳的捕捉與固定。而科學(xué)家們在研究之后發(fā)現,馬里亞納海溝深淵微生物擁有多種固碳功能途徑,可以維護地球環(huán)境,并固定溫室氣體,這對于人類(lèi)來(lái)說(shuō),是一種不可多得的資源。
最后,小編覺(jué)得,人類(lèi)現有的科學(xué)技術(shù),可能還不能讓我們去了解那些無(wú)人觸及的海域,但終有一天,在技術(shù)的支撐下,海洋的秘密也會(huì )被揭開(kāi)??稍谀侵?,我們應該保護海洋,讓海洋不被污染,保持其原有的面貌,才能增加探索的價(jià)值。
參考文獻:
[1]馬里亞納海溝萬(wàn)米級水文觀(guān)測研究.馬克;陳朝暉;李卓然;宋振杰;袁志偉.海洋與湖沼.2021-09-15
[2]探秘馬里亞納海溝的大洋最深生物圈.風(fēng)流一代.2022-04-11
作者:斯薇 校稿編輯:未央