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你有没有听说过，人类对深海的了解比对月球的了解还少？不久前，中国的“奋斗者”号全海深载人潜水器带来重大突破。在完全没有阳光的万米深云，竟然存在一个充满生机的世界，坚韧不拔的生物们依靠化学反应获取能量。更令人吃惊的是，这片生物群落不是一个小小的绿洲，它横跨至少2500公里的海域。
这些颠覆性研究的主持者是“奋斗者”号深潜科学家、全球深渊探索计划发起人、中国科学院深海科学与工程研究所副所长彭晓彤。最近，“奋斗者”号刚完成156天的智利海沟载人深潜航次，而他们马上又要再次出航。在“奋斗者”号很难得的在岗期间，《锚点》来基地访问彭晓彤。
Q：带我们参观一下“奋斗者”号吧？
彭晓彤：“奋斗者号”就像一个小型的中巴车，大概长有4.3米，宽3.2米，高4.5米。这是潜水器底部的推行器，潜水器前进、后退、上下，就是靠推进器来实现。
这是载人潜水器的前部，有三个观察窗。正面是潜航员操作位，可驾驶潜水器、操控机械手执行海底动作。侧面两个观察窗是给科学家留的，科学家通过这两个窗口，就像在深海的两个眼睛一样的，能够观察海底世界。
这个是我们这个采样篮，科学家在海底采的样品，都放在这个篮子里面。但是这个篮子是没有密封的，我们叫做地质篮，顾名思义就是采岩石的，岩石放在里面就没问题了。
我们还有专门为采集生物的这个生物箱，它是完全密封的，还能保温，能够在低温状态下把采集的生物保存带到甲板，方便生物学家处理。
Q：深渊科学是一门什么样的学科？深海和深渊有什么区别？
彭晓彤：深海和深渊是完全不同的概念。按海洋深度可划分为四个区域：0到200米为滨海/浅海区，200米到3000米为半深海区，3000米到6000米为深海区，6000米到11000米为深渊区。
深渊是全球最深的海洋区域，占海洋深度范围的45%，是海洋系统的重要组成部分，不了解深渊就无法完整认识整个海洋系统。
深渊科学是多学科交叉学科，它利用先进的深渊运载、探测、模拟技术，研究深渊区域发生的各类地质、生命、物理、化学现象、过程、机理与规律。
深渊被称为人类认识的最后边界。最大挑战来自极端压力：1万米水深相当于每平方厘米承受1吨压力，约等于手指甲盖上压一辆小轿车的重量，常规深海装备到这个深度都会被压碎。因此，深渊是目前地球上最不为人知的区域。
Q：奋斗者号服役后，我国深渊探测领域发生了哪些变化？
彭晓彤：目前我国到达万米深度的人数居世界第一，已有25人抵达全球最深海沟。近年来，中国深渊探测技术快速发展，载人深潜、无人深潜技术都取得了飞速进步，推动我国深渊科学研究处于国际领先地位。
Q：2025年，你们发表的深渊化能生态系统成果，最初是不是来自一次意外发现？
彭晓彤：是的。那次下潜有两个科学目标：一是确定堪察加海沟的最深点，二是寻找可能的海底流体活动点：冷泉点，它可以支撑化能生态系统。
第一个目标很快完成，我们花了大量时间寻找冷泉喷口，下潜深度一直在9535米左右，但始终一无所获。
在任务时间快耗尽时，队员决定再做一次尝试，正是这次尝试让我们发现了这个神奇的生态系统。我们发现了大量管状蠕虫，这是冷泉系统最常见的化能共生动物。
当时，大家都非常兴奋，因为这意味着，我们突破了化能生命的生存深度极限。回到海面后，新的问题也随之而来：如果这不是个例，而是普遍现象，它的规模有多大？分布受哪种地质构造活动影响？
于是，我们仔细分析了该区域的地形地貌和深部地质构造，提出假设：海底正断层为海底流体提供了快速运移通道。之后，我们调整了整个航次的下潜计划，在预判有正断层出露的地方了执行32个潜次，结果证明判断非常准确，其中26个潜次都找到了这类化能生态系统。
我们最终证实，堪察加和阿留申海沟底部，延绵着一个大规模的化能生态系统，这彻底改变了我们此前的认知。
Q：化能生物是怎么获取能量的？和光合作用有什么不同？
彭晓彤：化能生命的能量来源不是光合作用，而是化学能。比如，管状蠕虫是非常特殊的生物，它没有嘴、没有肛门，不需要进食也不需要排泄，能量来自和化能微生物的共生，相当于在自己身体里“养”了一群微生物。
这些微生物可以利用流体喷发的硫化氢等有毒化学物质，通过氧化反应释放能量，再用这些能量合成有机质，供给宿主生存。
除了管状蠕虫，双壳类（如贻贝、白蛤等）也采用这种和微生物共生的生存方式。
Q：你们这次的化能生态系统发现，和以往的化能生物发现最大的区别是什么？
彭晓彤：主要有三方面突破：
第一，拓展了化能生命的生存边界，刷新了生存深度极限。
第二，首次改变了我们对深渊生态系统运行模式的理解。此前，我们普遍认为深海，尤其是深渊的生态系统靠上层海洋沉降的有机质支撑。但这次发现说明，深渊中还有完全自给自足的化能生态系统，依靠化学物质供能。
更重要的是，这类化能生命不是单点分布，而是区域性分布——在堪察加和阿留申海沟延绵2500公里。我们据此推测，这种生命形式在全球板块构造活跃、有机质丰富的海沟都可能存在，可能支撑一个全球性的化能生命带，这也是我们后续要进一步验证的方向。
第三，刷新了我们对深海碳循环的认知。我们第一次认识到，深渊是一个巨大的碳库、甲烷库。化能生命所需的化学能量来自甲烷等物质，它们像天然气一样储存在深渊底部。
此前，计算全球碳收支时，我们完全漏掉了这一部分，不清楚它的规模有多大。这一发现，未来将影响我们对全球碳循环、碳收支、碳平衡的整体认知。
Q：深渊生物是如何承受极端高压的？这对仿生学有什么启发？
彭晓彤：不只是化能生命，所有深渊生物都面临极端海水压力的挑战。比如，深渊狮子鱼是世界上生存深度最深的脊椎动物，最深可达8500米，它有独特的高压适应策略。
从分子机制上，它主要有两道关卡：
第一， 是保持细胞膜的流动性。高压下细胞膜会像猪油一样凝固，变硬，体液就无法循环。深渊狮子鱼会在体内大量合成不饱和脂肪酸，增加细胞膜的流动性，使其能在高压环境下生存。
第二，是保持蛋白质的结构稳定性，让蛋白质能正常工作。它会在体内合成大量氧化三甲胺，相当于给蛋白质套上了一层保护套，保证蛋白质不会变形。
不同的深渊生物，可能有不同的高压适应策略。这也是目前生物学家的研究重点，相关成果对仿生材料设计等领域有很大启发。
Q：今年6月，你们发表的深渊鲸落相关成果，具体有哪些发现？
彭晓彤：我们利用“奋斗者”号载人潜水器，在东南印度洋的迪亚曼蒂纳深渊发现了大量鲸骨化石和活跃的鲸落生态系统。
这个发现可以用三个“最”来描述：
一是规模最大。整个地理分布范围延绵1200公里，按潜水器观测密度推测，整个迪亚曼蒂纳深渊的鲸落化石数量超过1000万头。
二是深度最大。此前发现的鲸落化石深度都不超过4000米，这次我们是在在7000米深度发现的，拓展了鲸落化能生态系统的生存深度极限。
三是年代最久远。我们用同位素测年发现，最老的化石可以追溯到530万年前。如果获取更多化石样本，年龄可能还会向前推。这为研究鲸鱼的演化历史提供了非常好的样本。
我们还在该区域发现了5种鲸类，其中2种是现生种（包括安氏中喙鲸、长齿中喙鲸），另外3种已经灭绝。更有趣的是，我们在灭绝鲸类中还发现了一种新种，将其命名为迪亚曼蒂纳翼喙鲸，对研究鲸类演化有重要意义。
Q：为什么鲸鱼会集中落在这个深渊区域？
彭晓彤：主要有两方面原因：
第一，落在该区域的大多是喙鲸，这类鲸鱼的食物在海底，通常可以深潜到1000米到3000米，本身就偏好陡峭的海沟环境，如果不小心误入更深的区域，就会面临巨大的生理挑战，无法返回浅海。
第二，和迪亚曼蒂纳深渊的地形有关。它是V字形地貌，能够把表层或周边区域死亡的鲸鱼遗骸汇集到深渊海底。
我们推测，是这两个因素共同导致了该区域鲸落的异常富集。
Q：目前，我们对深渊生命状况的认知到了什么程度？还有哪些待解答的科学问题？
彭晓彤：目前，我们用“奋斗者”号到达深渊的累计次数只有290多次，这个数字并不大，还有更多、更广泛的深渊区域等待探索。要完全理解深渊生态系统，还有一系列科学问题，需要科学家进一步研究：那里有什么生物？它们在做什么？为什么会出现在这里？它们从哪里来？是怎么适应极端环境的？
Q：全球深渊探索计划是一个什么样的项目？“奋斗者”号背后是不是汇聚了全球很多科研力量？
彭晓彤：我们发起的全球深渊探索计划，是联合国教科文组织框架下的海洋领域大科学研究计划，目前已有十几个国家的科学家参与。该计划的目标是利用我们的平台优势，对全球37条深渊海沟进行系统科学考察，把全球深渊领域零散的科学问题串联起来，形成体系，最终回答海洋演变、地球演变、生命演变等核心问题。
Q：这么宏大的全球深渊探索计划，为什么是由中国来牵头？
彭晓彤：目前，全世界只有两台潜水器能够到达万米深度，“奋斗者”号是唯一能够搭载三人、同时具备强作业能力的载人潜水器。尤其是这几年，通过潜航员团队的不断努力、反复下潜迭代，我们的潜水器稳定性、安全性都得到了大幅提升，这是中国能够牵头该计划的主要原因。可以说，技术和平台能力的发展，让中国科学家有能力、也有责任做好这件事。
Q：深渊科考的科学目标是怎么制定的？
彭晓彤：深渊科考的科学目标和我们的大科学方向密切相关。比如，这次的化能生命研究和刚结束的阿塔卡马海沟调查，最主要的目标就是验证我们提出的“全球化能生命长廊”假说，是不是在全球范围内存在，是不是有其它机制支撑这类生态系统。
同时，深渊科学是多学科交叉的学科，科考目标既包含生物学目标，也包含地质学、环境科学等多领域目标，不同方向的研究者集中在一起，共享资源，科学问题上交叉互补，能够快速形成新的科学认知。
来源：看看新闻Knews《锚点》
编辑：蓝悦
