海底地质剖面 -海底构造地貌

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蓝色海洋覆盖了这颗星球71%的表面,其中,能够适用“海底一万米”的地方只有几处——

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以最深的马里亚纳海沟,the Mariana Trench为例

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【勘误】:初版答案遗漏了其他几处最大深度超过10000米的海沟,是为审核失误,后文仍以马里亚纳海沟展开。

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马里亚纳海沟示意图,图源:SOI【1】

马里亚纳海沟位于马里亚纳群岛(Mariana Islands)东部,由北向南划出一个长度超过2100km的弧形。它是整个太平洋海沟系统的重要一环,向北过渡为伊豆-小笠原海沟(Izu-Ogasawara Trench,也有称作“Izu-Bonin Trench,伊豆-博宁海沟”的),并与日本海沟(Japan Trench)衔接。

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太平洋火环示意图

在厚重海水的遮蔽下,太平洋的海底岩石通过这些海沟被周围的板块渐渐“吞噬”,形成了地球发动机的重要一环,俯冲带。

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海沟-俯冲带示意图,图源:不列颠百科

沿着这一条最长、最连续的俯冲带分布的,也是这颗星球最活跃的一个区域,环太平洋火环。每年,数不清的地震和火山活动沿着环太平洋此起彼伏,时刻彰显这颗星球尚还具有青春活力。

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2019年7月,智利Calbuco火山爆发,形成了大规模的火山灰云。图源【2】

行星级活动产生巨大的力量,使太平洋板块的岩石在马里亚纳海沟也被迫弯折,从平均深度4000-5000米的深海平原快速跌落,在这里塑造了地球深度之最。

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也就是传说中水深超过一万米的地方。

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在整个马里亚纳海沟,水深超过一万米的区域主要集中在南部。

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黄色区域为马里亚纳海沟水深超过一万米的区域,制图:巩向杰/星球研究所
马里亚纳海沟南部水深超过一万米的两个区域,其中左侧即为挑战者深渊。底图图源:CCOM/JHC [3]

那么,在这万米之深的幽暗海底,你将会发现什么?

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迄今为止,人们发现的最深的鱼生活在水下8178m。

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这是2017年8月份,日本一台探测器在马里亚纳海沟底部8178米深度拍到的画面。

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2017年8月24日,日本探测器在马里纳亚海沟8178米发现的最深的鱼类和节肢动物。图源【5】/JAMSTEC

画面中白色的鱼类,是一种狮子鱼(snailfish)Pseudoliparis swirei,在马里亚纳海沟6-8千米水深处都可以见到它们的身影。

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2014年新发现的一种狮子鱼,图源:SOI/ Mackenzie Gerringer【6】

但是更深的、一万米的地方还有鱼吗?

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有一群科学家们从生物化学的角度出发,认为可能性不大——某些重要化合物能够发挥生理功能的极限深度,或许限制了鱼类的生存极限深度,大约是8200米的样子【7】。

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这个假说是否成立,还有待更多探索。图片截取自【7】

但画面左边红色的节肢动物可以在更深的地方生活。

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它们是一种片足动物,钩虾类的Hirondellea gigas,在6000-9000米深度常见,于10917米深也曾采到过标本【8】。

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别被没有参照物的图片吓到,它的平均体长大概只有5厘米。图源:【8】
马里亚纳海沟底部打捞起来的“钩虾”。图源:纽卡斯尔大学【9】

这就是真实的、字面意义上的万米生物。不仅长相呆萌,甚至感觉蒸一下很好吃的样子。

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额,貌似走错片场了?图源:VCG

除此以外,这里还有许多你无法用肉眼识别的微生物,且按下不表。

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也许在这个深度还会有一些其他的宏观生物,但无奈眼见为实,而想要亲眼所见又是那么困难,只好留给科学家们继续探索了。

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但是,这个深度除了“虾米”还有其他东西,淤泥/石块以外的东西。

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比如,一段原木。

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是的,你没有看错,马里亚纳海沟一万米深的地方有一段……木头,出处:JAMSTEC【10】
这大概是位于海拔最低处的一根原木,视频截图。出处:JAMSTEC[10]

比如,数不胜数的塑料,变成垃圾的塑料。

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10898米处,你发现了一堆塑料垃圾。

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1998年5月20日,日本“海沟号”深潜器 0073航次于马里亚纳海沟10898米深处拍摄到的塑料垃圾,左上白色物体。图源:JAMESTEC【10】

10912米处,你又发现了一片像是塑料包装袋的东西。

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这可能是目前人们发现的最深的一片塑料,出自:卫报及【11】

在看得见的大块塑料之外,来自中科院和浙大的科研团队在马里亚纳海沟10908米的海水和深海软泥里,检测出了大量微塑料【12】。

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中国科研团队在马里亚纳海沟不同部位海水中发现的微塑料,右侧为塑料类型,括号内数字为每升海水中的微塑料数量,可见海沟深部的海水比其他地区更富集微塑料。出自【12】
中国科研团队在马里亚纳海沟底部淤泥里发现的微塑料,右侧为塑料类型,括号内数字为每升淤泥中的微塑料数量,可见海沟底部是海底规模可观的微塑料聚集地。出自【12】
对上图塑料缩写的补充说明

塑料便利了整个世界,但也改变了整个地球。

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它是那么无所不能,以至于每个现代人的日常生活都少不了塑料。

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它又是那么“顽固不化”,以至于占领了地球的每个角落。

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它随水飘荡,占领了江河湖海

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海滩上长满藤壶的塑料瓶,不知在海里漂浮了多久。来源:VCG

它随遇而安,占领了高山和平原

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高原上被捡拾起来的塑料垃圾,图源:VCG

它化作无形,变成微塑料御风而行,占领了最高的天空。

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近日的科学大新闻:在阿尔卑斯和北极的降雪里检出大量微塑料颗粒,这些微塑料来自悬浮在空中的尘埃和微粒。出自【13】

它化身细小的沉积物,占领了最深的大海。

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中国科研团队在马里亚纳海沟的采样点,出自【12】

它充斥在我们身边的各个角落,食物,呼吸,饮用水,无处不在。

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全球不同地区饮用水中的微塑料含量,出处:第二届全国环境微塑料污染与管控学术研讨会会场报告,施华宏,2019
通过不同方式进入人体的微塑料含量,出处:第二届全国环境微塑料污染与管控学术研讨会会场报告,施华宏,2019

但讽刺的是,人们对此不仅无可奈何,甚至还没有完全弄清楚微塑料到底对人体有多大的伤害。

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只能笼统的解释为“易于吸附毒素并通过食物链富集至人体”。

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想要真正弄明白微塑料对人体的危害究竟几何,人们还有很长的路要走。

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无论如何,微塑料已经抢在人类前面实现了“全球无差异占领”。

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即使在海底深处一万米也有它们的一席之地。

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从这里开始,它们也将要踏上新的征程——借由海沟进入地球的更深处,实现对岩石圈的入侵。

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大概,生而为人的你我,只能击节叫六了吧。

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马里亚纳海沟地质剖面模式图,图源:NOAA【14】

全文完,感谢阅读。

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撰文:

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参考文献及资料出处:

2 j/ p! }' H+ o. t. L1 @2 Z

【1】https://schmidtocean.org/cruise/exploring-the-mariana-trench/

+ u. C( z( a0 e( k2 ~0 J

【2】https://www.npr.org/sections/thetwo-way/2015/04/23/401682275/video-of-volcano-erupting-in-chile-is-amazing-in-time-lapse

1 o4 F, u: r5 W t- k

【3】http://ccom.unh.edu/theme/law-sea/mariana-trench-pacific-ocean/mariana-obliques

0 {/ r( o% [& @, A

【4】Chiba S, Saito H, Fletcher R, et al. Human footprint in the abyss: 30 year records of deep-sea plastic debris[J]. Marine Policy, 2018, 96(10): 204-212.

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【5】https://www.jamstec.go.jp/e/about/press_release/20170824/

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【6】https://schmidtocean.org/cruise-log-post/the-little-pink-fish-in-the-deep/

# x3 _! w; p% @6 G$ T- H

【7】Yancey P H, Gerringer M E, Drazen J C, et al. Marine fish may be biochemically constrained from inhabiting the deepest ocean depths[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2014, 111(12): 4461-4465.

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【8】Lan Y, Sun J, Bartlett D H, et al. The deepest mitochondrial genome sequenced from Mariana Trench Hirondellea gigas (Amphipoda)[J]. Mitochondrial DNA Part B, 2016, 1(1): 802-803.

& a1 [' j2 A3 l! O) D& S

【9】https://www.telegraph.co.uk/science/2017/11/15/sea-creatures-mariana-trench-deepest-place-earth-have-plastic/

1 T# U& ?0 g( q8 |# _6 |( X

【10】日本海洋-地球科学和技术研究中心(JAMSTEC)的深海垃圾数据库

- C' D R1 ?8 E7 c. ]8 |6 ?

【11】https://mothership.sg/2019/05/mariana-trench-submarine-plastic/

. ?# ]8 }+ |3 C5 w( ? c

【12】Peng, X., Chen, M., Chen, S., Dasgupta, S., Xu, H., Ta, K., Du, M., Li, J., Guo, Z., Bai, S. (2018) Microplastics contaminate the deepest part of the world’s ocean. Geochem. Persp. Let. 9, 1–5.

$ T( r' p" F/ |" J" S% z$ l% I, O

【13】M. Bergmann, S. Mützel, S. Primpke, M. B. Tekman, J. Trachsel, G. Gerdts, White and wonderful? Microplastics prevail in snow from the Alps to the Arctic. Sci. Adv. 5, eaax1157 (2019).

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【14】https://oceanexplorer.noaa.gov/okeanos/explorations/ex1605/background/geology/welcome.html

) ?( B1 g2 M9 @' D
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太美
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