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世界最深的海沟

时间:2023-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:马里亚纳海沟是世界最深的海沟,它位于菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底,其中心位置为北纬15°、东经147°30′。如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶也不能露出水面。有的理论认为深海海沟的形成主要原因是地壳的剧烈凹陷。最近,日本海洋研究开发机构地球内部变动研究中心与英国海洋研究所利用深海无人探测器,在探测10000米深的马里亚纳海沟时,从海底的表层堆积物中首次分离出带壳的海生单细胞生物——有孔虫类。

马里亚纳海沟是世界最深的海沟,它位于菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底,其中心位置为北纬15°、东经147°30′。其最大深度达11034米。如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶也不能露出水面。

探测深海的奥秘是极其困难的,早已有不少的登山家成功地征服了珠穆朗玛峰,但人类至今无法乘坐潜艇下到海沟深处,海沟底部高达1100个大气压的巨大水压对于人类是一个巨大的挑战。深海是一个高压、漆黑和冰冷的世界,通常的温度是2℃(在极少数的海域,受地热的影响,洋底水温可高达380℃)。但在深海中仍然生活着一些特殊的海洋生物。有的理论认为深海海沟的形成主要原因是地壳的剧烈凹陷。

一般认为海洋板块与大陆板块相互碰撞,因海洋板块岩石密度大,位置低,便俯冲插入大陆板块之下,进入地幔后逐渐熔化而消亡。在发生碰撞的地方会形成海沟,在靠近大陆一侧常形成岛弧和海岸山脉。这些地方都是地质活动强烈的区域,表现形式为火山和地震。

马里亚纳海沟位于北太平洋西部马里亚纳群岛以东,是一条洋底弧形洼地,延伸2550千米,平均宽69千米。主海沟底部有较小陡壁谷地——查林杰海渊。1957年苏联调查船测到10990米深度,后又有11034米的新纪录。1960年美国海军用法国制造的“的里亚斯特号”探海艇,创造了潜入海沟10911米的纪录。

1992年,日本海洋科技中心耗资5000万美元研制出“海沟号”水下机器人。“海沟号”长3米,重5.4吨,它是缆控式水下机器人,装备有复杂的摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手。它的研制目标很明确:就是要考察查林杰海渊。

经过数次失败,1995年3月24日,“海沟号”机器人被12000米长的一根缆绳缓缓放向海底,母船操作室内的17个监视器显示出潜水器发回的图像资料。经过三个半小时的“行进”,“海沟号”到达查林杰海渊底部,这时测深表显示的水深值是10903.3米,修正水深为10911.4米。修正水深是根据水压测定的值,通过含盐量、水温资料修正后的深度。

此后,“海沟号”还进行了试样采集及拍摄等考察活动。人们从它传回的图像中看到:茶色的海底泥土上,有一些白色的像海参一样的生物在蠕动,旁边还游动着数条小鱼。而在此前,确认有鱼的最深水深是8370米。

最近,日本海洋研究开发机构地球内部变动研究中心与英国海洋研究所利用深海无人探测器,在探测10000米深的马里亚纳海沟时,从海底的表层堆积物中首次分离出带壳的海生单细胞生物——有孔虫类。

这些从海底表层堆积物中分离出的有孔虫类,平均每平方厘米有449只。其中85%以上的有孔虫类呈细长袋状并具有柔软外壳。它们在分类学上全部是未记载的新种类,通过遗传基因分析显示,新发现的带壳有孔虫类与现在海洋中常见的带壳种类大约在8亿~10亿年前走上了两条进化道路,可称为海底的活化石。这一结果发表在的美国《科学》杂志上。

深海海底是黑暗、低温、高压和营养极度贫乏的极限环境,与太空一样,是人类很难到达的地方。科学家一直认为,海洋生物在浅海分化后,经过进化有了巨大变化,而在深海海底存在很多仍然保持着远古特征的生物种类,因此希望通过观测深海底的堆积物与水境界的动态,了解地层的远古环境动态。此次研究成果证明,在世界海洋最深处生存着8亿~10亿年前走向不同进化道路的有孔虫类,这一结论支持了上述理论。

该成果为今后揭开1.1万米深处生存的生物机能及海洋、地壳表层的物质循环所起的作用等未知领域有重要意义。一般认为,海沟中生存的生物群,是依靠光合成为主的生态系统,但由于深海处饵食缺乏,这种极限环境下生存的真核生物,可能与细菌共生以摄取营养。今后,通过遗传基因分析及利用电子显微镜进行组织学研究,可了解深海极限环境下生物的环境适应机理以及与细菌共生的生理构造,对发现可利用的机能遗传基因有积极意义。

由于深海海底存在各种形状的海沟,最近的研究预示,在不同的海沟中分布有不同种类的生物群体,这一研究能够了解海沟的产生与海沟生物群体的进化,并能填补生命发展史上的空白。

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