/ w- Y6 V1 P2 y" B3 g 如果这里的「海底」没有深度限制,那「巨型生物」种类就多种多样了。
, n3 @& {2 {, |3 Q2 y 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!」
! _6 @7 [ Q; C: U; U( V( c+ v
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。
5 b' W4 W% N& E g 本文详细目录:
: s5 F* q0 F- S) p+ t' ~+ K 海洋分层' Q# y5 q h7 ]0 f% B8 Y
深海特性
2 T* ^- |% M0 [9 N, V6 `5 W 神秘的深海生物
+ w0 j. G: V) q" |
% M8 P' n8 x; S& j" R) e" N 海洋分层
' N: W- g9 V2 E( t. a) L 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:
1 d. g6 U2 v* f* ?! ^0 E! U5 Y- ` 图 1:海洋分层示意图5 g$ x" Y" I& C+ A" i% j% [0 U9 k; |
上层(0-200 米)
5 q3 }9 l* b3 E2 ]$ ~4 }- F 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。
* A: S) ]9 V3 x) \. M 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。
7 |0 i0 e: X8 i0 t; x 图 2:海洋生物垂直分布图" @) x4 z( e" l) s0 @, i
中层(200-1000 米)
1 Q2 _4 n5 d z/ B' G) ^7 }2 L 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。
1 M) _: C" h9 D6 M) i( R
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」。
5 z0 E( i# `* x0 Y$ Q
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。
( `1 S; P t/ x 存在的生物主要为上下迁移的鲸类、大王乌贼等。
' _# h# h- x+ M- | 图 3:帝企鹅是陆地动物深潜之王
& M' X& I) i. ^! ~9 Y 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。
) k* ~5 w- b( r% T% F: O 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。
/ d9 j# Y; i0 }: _9 E4 n
而且随着光照的减弱,这里的温度也下降到 5-10 度左右。
# D2 V& _$ m) N; a
半深海层(1000-4000 米)
8 J, ~# g% C/ Z 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。
9 U" D ?) d- \5 h 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。
7 Z& B( |5 }& w" a 图 4:欧氏尖吻鲛
+ G) k, u) z$ _5 G; W% r 1600 米的深度,是抹香鲸跟大王乌贼战斗的场所;
! W( g5 ~9 L; s* A/ f# w: P
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;
/ }9 Z: R- P0 S8 ~1 ?& C7 s
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。
Y' E. A" H9 ]9 o" }$ g 图 5:沉睡中的泰坦尼克号8 Y+ @- f, U1 b2 R$ d+ ?
深海层(4000 米以下)
- @! O" K# {8 F9 I0 p9 W2 x 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。
" a4 y* Y9 J9 z
深海特性
; \1 @! W& Y. z2 O# ]) ` 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」。
2 \+ W( ^) N: V. X, k; R5 @
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。
( l y5 J! ?0 A
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。
2 O) u1 Y7 i. Q+ \7 n$ ^ 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 ~, o8 o' b: T' a5 ?) Y
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」。
% a3 @% m; f$ D% I- w& e
图 6:飘飘扬扬的海雪
/ Z# B- k9 t: i! x. f3 ^ 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。
9 r* g# H/ G- H7 D+ B 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。
! o) d8 } {' o; S$ }
图 7:充满各种浮游生物的「海雪」! k! Q! C6 g! d d" o
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%。
, S8 Q" @5 ^5 J( y x! y5 b
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。
: f/ l, E. x! \7 }4 X1 k
促进这一过程的就是「海雪」
. N R- f+ m6 w1 H* E+ z; w 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。
; ^# A& y2 h {& p
(1)浮游植物型
: G. a" }* w& m, |9 d6 W 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。
( R& \9 i& S8 q) Q, F
图 8:靠采集海雪为生的深海水母
9 N8 M3 X$ u1 t& h+ `; `# ] (2)住囊型
+ R5 Z! M5 [4 {- R0 a: V
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。
" D, p; M/ L4 Y& b& C8 e% b, N
(3)粪球粒型
. H8 g* S; |' y a+ k* A 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 。
8 C' b2 m7 I& ]" E2 R- I0 h* E2 m" e
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。
. r7 Z8 a4 q+ g" o5 C3 o6 d5 t
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
# H( o+ B: f! G+ D( ? 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。
. o- I2 }* z9 K6 f
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。
J5 H; j9 l% j! R 图 10:巨大的甲烷气泡从海底有机物沉积层中冒出来2 Q1 q& s0 _- t4 F% _
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。" t ]( B4 X0 n$ t1 [
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。
7 V8 d' @2 q; J: L$ n* A+ x 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。
' s9 ^0 z1 |' L4 J 图 11:盐卤水形成的水池跟海水有明显的分界线- `+ a* _. z2 R0 g. a& X
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。
2 G4 H* ~( [: @5 s3 }; F; c 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。
6 r6 f- |/ N+ K3 V9 G
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。
" ~7 {& A& F, l# V% i
图 12:贻贝上不知名的小黄虾1 ^6 b% K% ^8 b3 j6 x# z
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。
4 h! U( ^1 v0 O. R) R
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。
2 u& p; b( F; \1 ~
图 13:通腮鳗扎入泾渭分明的盐水池中
6 J+ p" L' M, Y 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。
4 e% p; O' \, N( ]! i