深海的呼唤:探索奇妙、古怪的深海

特色图片:工作人员科学家塞缪尔格鲁吉亚轮流驾驶ROV小猎犬(海洋应用研究和探索)在加利福尼亚海岸的一次探险中。

最后的边疆

“这片海有一种不为人知的甜蜜的神秘，它那温和而可怕的搅动，似乎在说明海底隐藏着某种灵魂……”

——赫尔曼·梅尔维尔《白鲸》

深海是地球上最大的环境，但几乎保持完整未开发的．几百年前，科学家们甚至不确定生命是否可能存在于黑暗寒冷的海洋深处。事实证明，深海中充满了种类繁多的生物，与浅海栖息地相比，其中许多生物非常不同，非常奇怪。随着新技术的出现，在过去的50年里，人们对深海的兴趣出现了令人难以置信的觉醒，并有了惊人的发现。对许多科学家来说，正是未知的“甜蜜神秘”使深海成为如此强烈的警笛。

为什么要探索深海?

虽然科学家们经常出于好奇和好奇而成为深海探险家，但探索这个遥远而荒凉的世界也有现实的原因。深海中的生命存在于各种困难中:充满活力的生态系统在完全黑暗、寒冷的温度和异常高的压力下蓬勃发展。一些真正奇怪的生物在如此恶劣的条件下进化而来鲨鱼直接从噩梦中走出来巨型等足类动物．许多深海生物的古怪性质激发了我们的想象力，但也经常导致重要的科学发现。

1977年，科学家们挤进了一艘名为阿尔文在一个热液喷口周围发现了丰富的生命，颠覆了我们对这个星球上生命的一切认知——可能还有其他星球。热液喷口当极热和富含矿物质的流体通过海底裂缝释放时形成。整个深海物种群落都依赖这些喷口流体作为它们唯一的能量来源，这是地球上唯一不依赖阳光的生态系统之一。在这些极端和不寻常的环境中发现生命给了我们希望，也许有一天我们会找到其他星球上的生命——甚至可能在我们自己的太阳系中——并为我们提供了应该去哪里寻找的线索。

虽然发现一种全新的生态系统是罕见的，但对深海的科学考察经常会发现新物种。例如，一项研究估计约30%在海山探险中观察到的物种对科学来说是全新的!发现新物种提高了我们对进化和生态系统如何运作的理解。它们还可以通过提供具有重要制药或科学用途的新化合物，直接对人类有益。深海生物已经为我们提供了新颖的化合物用于开发消炎药、癌症治疗、神经再生治疗和抗真菌药物。值得注意的是，一种来自热液喷口的化学物质古生菌生物体提高了我们复制DNA的能力。DNA复制的进展是一个快速病毒检测的关键组成部分包括正在为席卷全球的COVID-19病毒开发的药物。

探索不可思议的事物需要不可思议的技术

探索深海具有挑战性。测量这些偏远的环境通常需要使用大型海洋调查船，以及可以处理高压、黑暗和寒冷环境的技术。早期的方法，包括疏浚、盒式取心和牵引式相机阵列，其能力有限，但今天仍在使用，因为它们便宜且易于操作。然而，现代深海探索越来越多地使用一系列令人印象深刻的未来机器人、传感器和卫星。

深海研究的最大创新之一是引入了可以直接探测海底的潜水器。潜水器有几个品种，每个品种都有不同的能力来调查、记录和取样海底。载人车辆(hov)携带了一小队科学家，他们可以直接观察和研究海底，遥控车辆(rov)是通过一根长电缆从船上驾驶的自动水下航行器(auv)根据预先编程的任务独立运行。每一种运载工具，连同船只、飞机和卫星，都可以携带一套精密的传感器，几乎可以测量任何东西:海底的形状、海水的化学成分、海底沉积物的类型，甚至存在的微生物的数量和类型。卫星能力的提高也催生了远程呈现探险，它可以在世界各地实时播放rov的视频，让任何人都可以在舒适的客厅里参与这些令人兴奋的发现。

保护我们发现的东西

也许探索深海最重要的原因是为了保护它。尽管远离人类，我们的活动仍然对这些脆弱的栖息地和大多数深海栖息地构成了相当大的风险缺乏足够的保护．碳排放、污染、海底采矿和过度捕捞都威胁着深海生态系统的存在和健康。在许多情况下，我们可能会在物种被命名之前就失去它们;整个生态系统都在我们发现之前。想象一下，如果我们在1977年之前开采了世界上所有的热液喷口，却从未发现那里存在着令人难以置信的生物财富。探索深海是确保我们充分保护这些奇妙而古怪的生态系统的关键的第一步。