本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
在R/V托马斯·G·汤普森号上——挑战者深渊是海洋中最深的地方——至少是我们所知的。海床的地形图绘制非常不完善,可能很容易有更深的地方,但这对我们来说并不是最重要的。包括国家科学基金会资助的涅柔斯号在内,许多载人潜水器和遥控潜水器都曾多次到访过那里。
现在是时候更广泛地审视深海了,包括马里亚纳海沟,挑战者深渊就位于那里,特别是如果我们想了解更多关于哈达尔生态系统的结构和功能的话。为此,挑战者深渊很可能是一个最不值得去的地方之一。
首先,几乎可以肯定的是,马里亚纳海沟并不能代表所有的海沟,甚至可能是一个异常值,这基于在那里发现的少量生命。马里亚纳海沟的大部分位于太平洋自然贫营养的“寡营养”区域之下。低营养意味着浮游植物很少。浮游植物少意味着生活在那里的动物很少,更重要的是,死在那里并沉入水柱底部为底层生物提供食物的动物也很少。
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当詹姆斯·卡梅隆乘坐深海挑战者号进行访问以及涅柔斯号在2009年采集岩芯时,这些岩芯中存在微生物生命。涅柔斯号还观察到了一些海参,但是,正如哈德斯计划所假设的那样,挑战者深渊本质上是一个平坦的、充满沉积物的沙漠。这些岩芯以及涅柔斯号采集的岩芯中没有像环节动物蠕虫那样的大型动物,而环节动物蠕虫在其他海沟的海床中很常见。自由游动的生物也是如此,比如端足类动物,它们在海洋的所有深度都很常见,包括其他海沟,但在挑战者深渊却明显缺失。
借用阿伯丁大学的艾伦·杰米森的比喻,如果我们根据挑战者深渊的观察结果来形成我们对哈达尔生态学的假设,那就好比我们仅仅根据在珠穆朗玛峰顶上可以找到的东西来形成我们关于山地生态学的所有理论。不是在攀登过程中,请注意,仅仅是在山顶上。
我们所追求的是一个基础,从中可以形成哈达尔生态学的基本原则。这将需要回答一些问题,如果我们正在研究一片森林或一片高山草甸,这些问题将很容易回答:什么生物生活在哪里,数量是多少,以及附近还有哪些生物?不同物种的寿命有多长,它们在一生中如何变化?有多少食物,食物以什么形式存在?谁吃谁?生命在深海中生存需要哪些适应性?
当你思考这个问题时,令人震惊的是,地球上竟然有一个我们仍然知之甚少的地方。开始回答这些以及许多其他问题,其中一些问题我们甚至还不知道该如何提出,需要仔细的计划、精确的测量以及持续的观察和采样。问题是,那里有那么多的水,超过六英里深,这就是为什么我们需要我在前两篇文章中描述的工具。
海水的深度及其累积的重量不仅使探索在物理上具有挑战性——我们需要能够在长时间内运行并承受压力、寒冷和盐水的专用设备——而且还限制了我们的仪器能够让我们在黑暗中观察和通信的距离。海洋环境也使我们正在做的事情成为水面上极其精细的操作。首先,我们必须在相对狭窄且不断移动的船甲板上完成所有繁重的起重和设备操作,并且在远离海岸的地方与一小群人一起完成。
这就是为什么事情有时会出错。前几天,我们正在从一次中止的潜水中回收涅柔斯号,当时其系绳的头发般细的光纤部分在距离底部仅200米的地方断裂,这时连接浮力包和潜水器的重型脐带缆缠绕在了船只的螺旋桨之一上。传动轴没有啮合,但凯夫拉尔纤维增强的脐带缆设法缠绕在螺旋桨的底部。船员和涅柔斯号团队成员的快速思考防止了任何严重的损坏,但我们仍然不得不返回新西兰东北海岸,等待一些商业潜水员出来,切断缠绕的缆线,并检查推进装置。
然后在返回的路上,起重机的密封件失效了,该起重机负责将涅柔斯号6700磅重的庞然大物吊入和吊出水面。所以现在我们又回到了奥克兰,等待我们无法在海上进行的维修。如果一切检查顺利,我们将很快回到海沟上方。因为这艘船上的任何人都无法容忍地球地图上的空白点或我们对与我们共享这个星球的生物的知识盲区。