& N: }2 `8 W9 T) T 在许多人的印象里,海底有许多长相怪异的巨大生物。
. A7 Q8 y# G; b$ y7 C; }: a
如果海底没有深度限制,那「巨型生物」种类就多种多样了。
7 G/ Y5 a' Z; Z6 U
如果这里的「海底」是指 4000 米以下的深海层,那可以明确的说「没有!」
7 R, O4 h4 {, ~/ p W/ U
而造成这一现象的,不是阳光,也不是氧气,具体原因咱们下面细说。
s9 { t" f/ @ 本文详细目录:
0 n3 m1 y K* a* X& n
海洋分层" K0 a2 U+ u9 G" O
深海特性# N t! K$ w5 I% m" |
神秘的深海生物0 X6 K) l( `6 _2 Z3 p# m) y
- m$ h' e# z3 F: h5 _6 i
海洋分层
% N, N, F6 T: R* ?
地球上的海洋平均深度为 3800 米,而 95% 的海水都存在于 1000 米以下的区域。根据阳光在海洋中的传播特性,我们将海洋分为以下四个层次:
- A" ?* j( t+ D2 G5 |
图 1:海洋分层示意图' T' J4 s& Q# D! R$ x5 ~( m
上层(0-200 米)
; T! ~; J' `1 \. Q
这一层也叫作「照光层」,顾名思义,是阳光能够穿透的水域,水温在 20 度左右,水中的藻类跟大陆架延伸出来的植物能够进行光合作用,为整个庞大的食物链提供食物来源,因此这一层的动植物种类最为丰富,我们所熟知的绝大多数海洋生物都分布于此。
3 z/ J* O# ^2 |: V 像是常见的磷虾、水母、海马、各种鱼类、海龟、鲨鱼等等,都在这一富饶的浅水区生活。
0 C. p7 u6 Y) p! L5 p3 |: \4 _
图 2:海洋生物垂直分布图
/ {6 U `1 {9 z0 X; ] 中层(200-1000 米)
6 |( L6 K+ z% I1 Y
实际意义上讲,200 米以下的海域,光线十分微弱,植物几乎无法进行光合作用。
x) ^3 G! I k$ ]
从这里开始,就进入了海底的无光带,咱们也可以认为是进入了「深海」。
% _, E6 m# U/ }4 q5 F& |/ P+ s
没有了生产者进行光合作用,一条完整的食物链就无法构成。
" A+ Y# o4 }* d0 v$ Z 存在的生物主要为上下迁移的鲸类、大王乌贼等。
* | ?1 y0 B0 K) y5 ?# O
图 3:帝企鹅是陆地动物深潜之王
9 a2 p# t/ E# H 好玩的是,海豹、海狮等能够收缩自己的肺部进行深度潜水,大约能够潜入 270 米左右进行捕食。
$ w1 v" M2 A7 [7 e. f
还有憨态可掬的帝企鹅,能够一个猛子,扎入到 470 米的深度,可以说是陆地动物的深潜之王了。
. \& A1 c* S* `
而且随着光照的减弱,这里的温度也下降到 5-10 度左右。
/ w$ t5 s& w' P) V5 O 半深海层(1000-4000 米)
, v- h% Q# ~- k
来到这个深度,就已经是完全一片漆黑了,温度已经下降到 5 度以下,生物种类大幅度减少,这里生存的鱼类大多是能够发光的特殊品种,还有其他头足类跟甲壳类动物。
2 J" G4 j! Z% ^6 W) E
在 1200 米处,科学家发现了一种丑陋的鲨鱼,欧氏尖吻鲛(最大可长到 5.4-6 米长),或许是因为不见天日,从这个深度往下的生物基本都长得很肆意妄为。
$ Q! m1 r, Y* {0 ]# X0 y [
图 4:欧氏尖吻鲛1 l+ R- C' ?% ] k/ Z6 `) p
1600 米的深度,是抹香鲸跟大王乌贼战斗的场所;
9 s9 E/ {- k* A& g: p/ N 2740 米,是鲜嫩多汁的鳕鱼下潜的最大深度,而这也算是这个深度能够看到的唯一正经鱼类了;
- ?3 y0 F6 s( z g, X F- p- T
来到 3750 米,我们可以找到多年前的宝藏,著名的泰坦尼克号就沉睡在这个地方。
9 y1 x6 Q. U+ y! d( T8 G1 u 图 5:沉睡中的泰坦尼克号" M$ `+ u# G# v6 y& x$ Y) z- Z
深海层(4000 米以下)
0 ? d8 }7 G: A* r- U: n: [ 这一层级的环境更加恶劣,除了没有光照之外,海水的性质也十分稳定,水温常年稳定在 0 度左右,能够在这里生存下来的生物少之又少,原因就是下面要说的深海特性。
" ]/ S, G: ^ Y 深海特性
; t% A! {& g$ s. O; [; H0 c9 m
深海之所以很难有大型生物存在,主要由它的特性决定——「黑暗」。
0 K4 f: e1 t5 j3 P- P: K
就如咱们前面说的,阳光也就能够照射到 200 米左右的深度,这也保证了初级生产者光合作用的进行。
% z, @ @7 o2 {6 F7 [. y' B
而在深海中,阳光是无法穿透到此的,没有了阳光,就没有了能量源泉,一条完整的碳循环生物链也就无法形成。
" V' e: \ t8 j( i S- m
这就要求深海环境中有其独特的能量供应跟碳循环方式,才能让这里的生物生存下去。
1 B- D( Z4 K8 w% D( a O
这其中之一就是将上层海洋的剩余阳关产物带入深海中的——「海雪」。
. u, o5 \' T% X m6 e
图 6:飘飘扬扬的海雪/ x* L+ T- D$ w- k/ k
这并不是说海洋中会下雪,「海雪」是由上层微生物分解其他生物遗体、粪便产生的絮状有机物。
7 F; P- Q" Y$ R9 ^
这是个非常前沿的命题,包括一直到现在,各种研究报告也在不断的更新,但有一点是可以肯定的,海雪是海洋碳循环当中非常重要的一环。
9 B$ O( y, q) q$ N) R# J
图 7:充满各种浮游生物的「海雪」
+ W' l' F; T8 b2 s; F2 C* n" y$ V 在海洋中,浮游植物的生长、聚集、下沉是碳隔离的重要途径,而这一过程约占全球每年向深海出口碳的 70%。
5 F! V" C! }3 W2 ]6 ?" j 据估计,在人类社会期,我们燃烧的化学燃料所产生的的二氧化碳中,有 25%-40% 可能就是通过这个过程被转移到 1000m 以下的深海中,并且在那里储存了数千年。
, w! U) }! v9 H# D# P# w- H 促进这一过程的就是「海雪」
% z( U1 B: s: S; j 海雪其实分为好几种类型,它里面含有丰富的有机质,包括海洋藻类残体、矿物颗粒、高等植物碎屑、生物住囊、粪球粒和微生物等,而根据不同的形成特征,可以将它分为浮游植物型、住囊型和粪球粒型等。
& ~* T0 X; p8 [" f' @% a
(1)浮游植物型
3 u, S0 J6 m9 k2 X& E8 m
浮游植物型海雪主要由浮游植物组成。在浮游植物繁盛时,水体或有机颗粒上的微生物释放 TEP,增加颗粒黏性,并将浮游植物与其他有机无机颗粒聚合起来而稳定存在。
9 h: U/ T0 l3 Y H& S, k5 x 图 8:靠采集海雪为生的深海水母
8 ]6 l+ t" a# Q; q5 B% z (2)住囊型
5 p7 K v* L: u& R7 o) M
住囊型海雪是动物住囊占据主要成分的海雪。住囊是住囊虫产生的壳体,多孔且具有生物黏液。尾海鞘纲动物在其生命历程中会产生 50 个以上的废弃住囊,这些住囊是浮游植物、细菌、鞭毛虫、粪球粒、矿物颗粒和其他颗粒的重要集中场所。
! W/ Y$ `' l3 z; t4 d# a8 l( |. a! U: W (3)粪球粒型
8 P3 Y; g- @8 } j 部分海洋区域的生物繁盛,因而生物排出的粪球粒也丰富,该区域海雪的主要类型便是粪球粒。在远洋及深海区域,粪球粒通常都经历食粪生物利用和降解、机械破碎等过程,使得该区域的粪球粒颗粒细小。在亚得里亚海北部收集到的海雪中,粪球粒含量为 31~353000 粒/升,其中细微颗粒的粪球占海雪的 68% 以上。大的粪球粒自由沉降,破碎细小的粪球粒被 TEP 粘结或者黏土矿物吸附,并与其他有机颗粒集聚沉降 。
+ F$ g/ F. Q( K1 d+ ]" z' J+ J
但不管是哪一种类型的海雪,它们当中都含有丰富的碳跟细菌,而这里面能够被各层生物利用掉的海雪只有 1% 左右,其余 99% 沉积到了海底当中,形成厚实的有机物海床,将空气中的二氧化碳封存在了数千米的海底当中。
2 D$ r: o& E) a9 T& D+ \7 n7 P 图 9:在有机质海床上生存的单棘躄鱼,已经将鱼鳍进化成了腿
4 s0 I/ i/ U1 P( n5 h- M( e 如今的海床上,由海雪沉积成的有机质层深达一千六百多米,而这样的海床面积,大约是地球表面积的一半。
5 F/ g G5 i" b& U7 G3 g, d& C 久而久之,这层厚厚的有机物沉淀层,也会腐败,并产生大量温室气体——甲烷。
0 f" M [; y) ?4 m* N' `: i
图 10:巨大的甲烷气泡从海底有机物沉积层中冒出来
) W7 y/ R& p1 w0 @9 A 值得注意的是,甲烷造成的温室效应影响是二氧化碳的 72 倍,并且地球上大部分甲烷都储存在海底跟永久冻土当中,有的在低温高压情况下以水合物的形式存在,也就是我们常说的可燃冰。$ P+ n3 b+ O4 j. `7 a1 s
但是随着全球逐渐变暖,海底跟永久冻土中的甲烷被不断释放出来,逐渐形成一种恶性循环。
" n3 o; l/ W$ X0 D 在墨西哥湾地区,有些喷发物当中不光有甲烷,还会携带一种很咸的液体——盐卤水。
$ Y L& G) o( H/ L 图 11:盐卤水形成的水池跟海水有明显的分界线
0 t5 h" @2 j! J7 {( V" d 盐卤池中盐的浓度是周围海水的 4-5 倍,最高温度接近 20 摄氏度,除此之外,水中还含有大量的甲烷。
4 w1 x6 g" ~/ u/ H1 a9 D
盐度更高的池水与海水之间形成了泾渭分明的界限,场面蔚为壮观。
# L/ ?) [0 G" O. b( b' l) m m 这样一个深达 15 米的浓盐水池看似不毛之地,却是众多海洋生物的聚集地,各种小虾跟盔甲蟹在贻贝中间来回穿梭,一只不知名黄色小虾趴在贻贝上寻找着过往的美食。
+ l. b; t0 O6 O) C; h* d 图 12:贻贝上不知名的小黄虾" {# Z7 [% H" s
但是一番欣欣向荣的局面并不能让生活在这里的生物放松警惕,因为一不小心,就可能掉入死亡的深渊。
. l+ U. e0 H6 s8 O+ y 一条通腮鳗来到水池边觅食,可能是忘了这里的训诫,又或许是过于饥饿,这条通腮鳗扎入了盐水池中。
& C4 }; {1 [. k; d
图 13:通腮鳗扎入泾渭分明的盐水池中
: J/ Z. l5 D& Q( E) X 但是没过多久,这条通腮鳗就接受到了惩罚,长时间在盐水池中会让它中毒,并且再也无法离开这里。
' j f1 ?$ C3 ] j, g1 j