本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
编者注：“最富饶的珊瑚礁”追踪了一支科学潜水团队的成员，他们试图精确定位地球上生物多样性最丰富的海洋生态系统的中心。西太平洋的“珊瑚大三角”长期以来被认为是地球上物种最丰富的海洋区域，它是由大陆大小的栖息地、种群和群落组成的拼凑而成。探险科学家们正试图确定这个丰富马赛克中最具多样性的部分，但他们的努力所蕴含的意义远远超过地图上的一个简单点。在此过程中，他们将发现数十个新物种，访问前所未见的潜水地点和深度，并更好地了解促进生物多样性的因素，以及这些物种丰富的地区在维持健康生态系统中的作用。请参阅下文查看本系列所有文章的列表。
我所能看到的只有消失在下方蓝黑色中的细白线。还有一股扩散的气泡流向水面——这正是本能告诉我应该去的方向。一瞬间，放弃潜水的念头闪过我的脑海。但我应该去某个地方。我尽力克服恐惧，专注于计划和程序，然后继续前进——或者更确切地说，是毫不费力地下坠，比海水重，并且速度越来越快。
我计划参加的会议安排在几个小时前。拟议的集合点位于水面以下 110 英尺处，光是听到就让我手心冒汗。在这些人当中，110 英尺是很普通的深度。完全在“休闲”潜水限制之内，这个深度让深潜员感到舒适，就像他们走出了树林一样。对我来说，这听起来不太休闲。再说一次，我从来没有接近过这些人每次下水进入地球上一些最少被探索的地形时所达到的 500 英尺范围。
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我们就在菲律宾最大岛屿吕宋岛的最南端，这个地点之所以被选中，是因为它结合了陡峭的下降和一直延伸到水面的浅水珊瑚礁。该小组的核心是一个由五名成员组成的多学科深礁潜水团队，包括加州科学院水族馆馆长巴特·谢泼德、科学院鱼类学馆长路易斯·罗查、罗查不知疲倦的博士生哈德森·皮涅罗、科学院科学潜水项目负责人埃利奥特·杰瑟普，以及来自夏威夷主教博物馆的经验丰富的深潜员和鱼类收藏家布莱恩·格林。
在过去的两个星期里，当探险队的其他成员一直在探索维德岛通道的“浅”珊瑚礁（从零到 130 英尺不等）时，深潜团队一直在潜入“暮光区”，这是一个深度在水面以下 200 到 500 英尺之间的区域。这个狭窄的区域——远远超出休闲潜水限制，并且远远高于科学家们在拥有潜艇和 ROV 时探索的深海海沟——被访问的人数比登上月球的人还少。这个事实以及暮光区独特的条件和栖息地使其成为新颖生物多样性的宝库。暮光区潜水中新物种的发现率可能高达每小时 10 个，在我看来，这几乎弥补了固有的风险以及潜水员在 30 分钟的寒冷、奇异、缺乏光线的世界之旅后，在返回水面途中必须花费数小时进行减压的时间。
计划酝酿中
似乎花时间探索人类从未见过的地点还不够，暮光区团队将其在菲律宾的最后一周奉献给了一个真正大胆的计划。他们将在深处收集活体动物，然后尝试在从菲律宾深海珊瑚礁到旧金山加州科学院公共水族馆的极其漫长的旅程中保持它们的存活和健康。正如您可能想象的那样，该计划充满了风险，无论对于人类还是非人类而言。该计划的某些方面——例如鱼大小的便携式减压舱的设计和建造——已经进行了数月，而另一些方面则是任何深潜的标准操作程序。没有遗漏任何细节，也没有任何事情被有意地留给偶然。然而，在上午潜水前会议期间讨论的令人眼花缭乱的安全协议和假设情景列表中，只出现了两个听起来简单的目标：“活下来”和“捕鱼”。
虽然第二个目标最简洁地提及了团队此行探险的目的，但第一个目标类似于运动员提醒自己要专注于球——只不过如果你忽视了这个球，它会要你的命。“地球上可能只有十几个人在做我们正在做的事情，”格林说，“因为这他妈的太难了，而且会死人。”
这听起来可能像是夸张或虚张声势，但这绝非玩笑。虽然人类在几十年前就克服了水下呼吸的障碍，但你潜得越深，事情就变得越复杂，安全返回的可能性就越小。尽管水肺潜水可能很受欢迎，但大多数潜水员都不会梦想去 400 或 500 英尺深的地方。固有的风险太大了，将这些风险与收益相比较，所需的投入时间和金钱也太多了。而且风险不仅仅在于深潜将潜水员与水面无限量的空气供应隔开的距离。
氧气变成有毒物质的地方
与深度相关的压力会对人的生理机能产生奇怪的影响，尤其是在我们呼吸的空气方面。每 33 英尺的深度都会在潜水员身上堆积一个大气压的压力。这种压力会压缩一切，特别是气体——以至于 500 英尺深处的一口空气所包含的分子数量是水面同一口呼吸的 12 倍。那是 12 倍数量的分子推入潜水员的组织并被血液吸收，这几乎正好是过量 12 倍。
在深处，我们在陆地上呼吸的 21% 浓度的救命氧气很快变得有毒并诱发癫痫。空气的另一个主要成分氮气，在超过 90 英尺的某个深度开始产生麻醉作用。癫痫发作和麻醉是你绝对不想在水下数百英尺处经历的两种情况。为了防止这两种情况发生，深潜员使用了一种先进的呼吸系统，该系统用氦气稀释了氧气和氮气的标准百分比，氦气是一种惰性气体，不具有其他两种气体的毒性和麻醉作用。这种闭路系统，被称为“循环呼吸器”，还可以去除潜水员呼出的空气中的二氧化碳并回收氧气，从而延长潜水时间。一台精密的车载计算机实时监控气体混合物，并计量出足够的氧气，以保持潜水员的意识清醒、头脑清晰且无癫痫发作。
当然，当潜水员朝水面游去时，所有吸收到组织中的额外气体都必须排出。你潜得越深，停留的时间越长，在水下工作得越辛苦，组织吸收的气体就越多，在你返回水面时想要排出的气体也就越多。上升速度太快，溶解的氮气就会从溶液中沸腾出来，并在组织和血液中形成气泡，导致痛苦且有时危及生命的疾病，称为减压病或“潜水夫病”。预防潜水夫病唯一可靠的方法是缓慢上升。这意味着要花费数小时在越来越浅的深度进行减压，以换取在暮光区 30 或 40 分钟的摸索。
完全不同的世界
虽然你可能会争辩说，在水面以下数百英尺的半光中你可能看到的任何东西都值得付出所有这些风险和预防努力，但你可以猜到深潜员可能会在这次辩论中站在哪一边。“这是一个非凡的地方，拥有一个完全不同的生物群落，”谢泼德以极具感染力的热情说道。“我们在那里看到的一半东西对科学来说都是新的。”
有趣的是，通常有一条非常清晰的界线将非凡的“下方”与所有其他地方区分开来，而在菲律宾，这条界线始终落在大约 270 英尺到 300 英尺之间。在前往这个神奇深度的途中，团队或多或少看到了他们期望看到的东西：一个生物群落到另一个生物群落的稳定过渡。紧随其后的是一片奇怪的沙子和碎石月球表面，对于无法承受在下降过程中浪费时间的潜水员来说，其坡度过于平缓。但随后发生了一些令人惊奇的事情。他们到达了一个陡峭的岩架，这个岩架向地球中心陡峭地敞开。当他们从边缘溢出时，他们感觉到温度像坡度一样急剧下降，并看着他们的潜水灯穿透近乎黑暗的环境，揭示了一个与地球上任何其他地方都不同的世界。
华丽的软珊瑚和海扇在水流中摇曳，完美地适应了没有光合作用的生活；色彩缤纷的栉水母，它们在海洋的其他地方自由游动，像袜子一样挂在晾衣绳上一样紧贴着电线珊瑚和废弃的单丝；以及奇异的螃蟹、海胆和海蛞蝓在海底巡游，寻找它们的下一顿美餐。但我们真正来这里是为了鱼，而且很容易看出原因。
如果有什么东西可以让我相信所有这些努力都是值得的，那就是鱼。就像一个孩子只剩下盒子里最亮的蜡笔而创作的白日梦作品一样，这些是你见过的最美丽的鱼。在充足的光线下，它们实际上会发出红色、粉红色、橙色和黄色的光芒。大多数鱼只为世界上最博学的鱼类学家和少数铁杆水族馆爱好者所知。许多鱼尚未被描述，甚至还没有正式名称。如果罗查能参与其中，它们很快就会有名字了。但首先，潜水团队必须将今天的捕获物带到水面。
保持压力
我们在他们说过的地点找到了该团队，就在线路的另一端，位于几分钟前射到水面的充气浮标下方 110 英尺处。此时，他们距离四个小时的潜水只过去了一个多小时，并在他们的许多减压停留点之一短暂暂停，以便在货物变得太热之前将其移交。
罗查、谢泼德和格林在头两名水面支援潜水员到达后，立即开始打开并移交装有未知数量的色彩鲜艳的鱼的减压舱。潜水员马特·万德尔和尼克·伊姆是科学院斯坦哈特水族馆的生物学家，他们的日常工作是照顾稀有和不寻常的海洋生物。他们接过货物并将减压舱连接到自己身上，脸上没有一丝紧张，这令人惊讶，因为他们刚刚承担了照顾一些最稀有生物的责任。他们也刚刚开始他们肯定知道的一场守夜，这场守夜将跨越 7000 多英里，并在接下来的几十个关键小时里在这些鱼的生命中上演。
减压舱存在的首要原因是，像人类一样，鱼的体内也携带大量气体，特别是在称为鱼鳔的器官内。这些内部囊使鱼能够在水下保持中性浮力。鱼居住得越深，鱼的鱼鳔所含的气体就越多。虽然鱼不会患减压病，但如果你在不采取任何预防措施的情况下将深水鱼拉上来太快，它的鱼鳔会膨胀得太大，以至于可以将鱼的胃完全从嘴里挤出来。这就是让水族馆生物学家做噩梦的那种鱼类创伤。
直到最近，科学家和鱼类收藏家还会用皮下注射针头刺破鱼鳔以排出气体，但谢泼德从来都不太喜欢这种技术。“我不喜欢在鱼身上扎洞，”他说。因此，他挑战万德尔，一位全职生物学家和兼职发明家，开发一种便携式减压舱，该减压舱可以带到暮光区，在深处密封，然后让生物学家在两三天而不是仅仅几个小时内将深海珊瑚礁鱼“向上”（意味着降至水面压力）。
万德尔带着最新的第三代减压舱，他和伊姆尽可能快地前往船上，这取决于他们必须停留的安全停留时间。到达那里后，他们将减压舱递到船上并爬上船。时间至关重要。减压舱在甲板上每放一分钟，里面的水就会变得更温暖，并且会被鱼自身的排泄物污染得更严重。
他们浑身湿透，仍然穿着氯丁橡胶潜水服，争先恐后地将三个减压舱连接到一个由管道、泵、阀门和仪表组成的系统上——这也是万德尔设计的，由汽车电池供电——该系统将在保持舱内压力的同时，用干净的冷藏海水冲洗减压舱。在短暂的、危险的时刻（情况涉及电力和盐水是固有的）之后，一旦第二根跨接电缆接触，系统就会嗡嗡作响地启动。万德尔和伊姆松了一口气，但这种放松只持续了 30 秒，他们又重新站起来，以确保减压舱内的条件保持稳定在与鱼类来源地相同的水平。
而这正是整个努力的意义所在——重建一小片暮光区。表面上看起来似乎是为了炫技或挑战而简单地做一些前所未有的事情，但实际上是从一个深刻的科学根源发展而来的。当然，当团队成功地将 15 条稀有而美丽的暮光区鱼类运送到旧金山金门公园时，将会获得吹嘘的资本。但是，通过照顾这些动物并重建它们的栖息地，他们将获得的关于这些动物的生物学、行为和生活史的知识将更有价值。同样有价值的还有分享他们对地球上这个最少被探索的地方的少量了解的能力。
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