马 克 陈朝晖,2① 李卓然 宋振杰 袁志伟武 斌 焦 强 王志民

(1. 中国海洋大学 物理海洋教育部重点实验室/深海圈层与地球系统前沿科学中心 青岛 266100; 2. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 海洋动力过程与气候功能实验室 青岛 266237; 3. 中国海洋大学 船舶中心 青岛 266100)

海洋覆盖地球表面积的71%, 而人类对海洋的探索尚不足20%。深度大于6 000 m 的深渊海沟不仅是人类认知最少的区域之一(Wolff, 1959—1960), 也是当前海洋学研究的热点和前沿。深渊海水因底层水的通风效应而保持流动(Johnson, 1998), 其理化性质与深层海水相近(Jamiesonet al, 2010; Kawagucciet al,2018), 其变化亦受到潮流和近惯性运动的影响(Tairaet al, 2004; Turnewitschet al, 2014)。海洋有机体在垂向上受到水层的限制(Childress, 1995), 需要克服或者适应静水压力(Somero, 1992), 已有研究表明所有的鱼类都无法在8 400 m 以下生存(Jamiesonet al,2012; Yanceyet al, 2014)。极端的深渊环境孕育了独特的微生物群落(Todoet al, 2005), 在海沟地形的驱动下, 这些微生物的分布和丰度与深海截然不同(Nunouraet al, 2015)。深渊微生物离不开海表沉降的有机碳(Herndlet al, 2013), 海沟的漏斗效应和构造活动同样会促进有机物在深渊海沟的沉积(Oguriet al, 2013; Ichinoet al, 2015)。动植物腐殖质作为有机物的主要来源之一(Luoet al, 2017), 其供应的营养显著地提升了沉积物中的微生物碳转化率(Gludet al,2013)。由于在深渊领域开展的调查十分有限, 现有数据不足以阐明该区域的物理、化学和生物过程(Liuet al, 2018a)。

尽管人类对深渊的了解仍处于起步阶段, 人为污染对海沟的影响已经逐步显现(Jamiesonet al, 2017,2019), 近期研究发现马里亚纳海沟的持久性有机污染物和微塑料的浓度比开阔大洋高数倍(Dasguptaet al, 2018; Penget al, 2018)。除此之外, 深海吸收了大量的热能和二氧化碳, 将深渊生态系统置于海洋变暖和酸化之中, 严重地危害了生物多样性和人类福祉(Levinet al, 2015)。……