本報三亞8月3日電 （記者董澤揚）由中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所主導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊，在西北太平洋的千島—堪察加海溝和阿留申海溝發(fā)現(xiàn)全球最深、分布規(guī)模最大的化能合成生態(tài)系統(tǒng)。在深度達(dá)到9533米的深淵海底，存在著目前已知最深的化能合成生命群落和巨大甲烷儲庫。相關(guān)研究成果7月30日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。
研究團(tuán)隊利用“奮斗者”號載人潛水器，揭示了深淵中延綿且蓬勃生長的化能合成群落。這些生命不依賴陽光獲取能量，而是利用地質(zhì)流體中的化學(xué)反應(yīng)獲取新陳代謝所必需的能量。這一發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了關(guān)于生命在極端深度生存能力的認(rèn)知，也為理解深海碳循環(huán)的復(fù)雜機(jī)制提供了全新視角。
深淵是指深度在6000米至近11000米之間的海溝區(qū)域。長期以來，科學(xué)界推測化能合成群落可能廣泛存在于深淵區(qū)域，但此前發(fā)現(xiàn)的案例屈指可數(shù)。此次研究首次在9533米的深淵，以及跨越2500公里的廣闊海溝底部，觀測到世界上分布最深、分布規(guī)模最大的化能合成生命群落。這些群落主要由深海管狀蠕蟲和雙殼類軟體動物組成，它們依靠富含硫化氫和甲烷的流體維持生命。
該研究對理解地球深部碳循環(huán)具有深遠(yuǎn)意義。通過地球化學(xué)分析，研究發(fā)現(xiàn)這些環(huán)境中的甲烷由沉積層深處的微生物活動產(chǎn)生。這表明深淵海底之下還存在未知的、龐大而活躍的深部生物圈，不斷將由沉降有機(jī)質(zhì)分解而來的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。這一過程可能封存了大量從上層海洋沉降的有機(jī)碳，并以天然氣水合物等形式在深淵海底形成規(guī)模巨大的甲烷儲庫，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的深海碳循環(huán)模式。
這一發(fā)現(xiàn)也直接挑戰(zhàn)了“深淵生態(tài)系統(tǒng)主要依靠從海洋表層沉降的有機(jī)顆粒和動物殘骸維持”的傳統(tǒng)觀點。研究證明，化能合成生命可能在深淵生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮著比想象中更重要的作用，并深刻影響著深淵生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。在此發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究人員推測，化能合成生態(tài)系統(tǒng)在深淵的分布可能遠(yuǎn)比目前發(fā)現(xiàn)的更為廣泛，有望在全球范圍內(nèi)形成一條沿構(gòu)造活動活躍、有機(jī)質(zhì)豐富的海溝底部分布的“化能生命走廊”。
本次研究是“全球深淵探索計劃”的重要組成部分。該計劃由中國科學(xué)院發(fā)起和主導(dǎo)，獲得聯(lián)合國“海洋科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展十年”執(zhí)行委員會批準(zhǔn)，旨在利用先進(jìn)的深潛技術(shù)揭開地球深淵無人區(qū)的奧秘。研究團(tuán)隊將進(jìn)一步探索化能生態(tài)系統(tǒng)的全球分布格局、深淵碳循環(huán)模式及其對全球碳循環(huán)的影響。
《 人民日報 》（ 2025年08月04日 13 版）