挺进深渊无人区，他们在协同攻坚中刷新认知边界
挺进深渊无人区，他们在协同攻坚中刷新认知边界
在印度洋深处，“奋斗者”号全海深载人潜水器如同一条大鱼，缓缓潜入海底。当探照灯照亮这片深渊时，坐在舷窗后的科学家注意到大量疑似热液烟囱体的结构——经过数年研究，确认那些是大量鲸骨化石和鲸落堆积，这是深渊科学领域的又一个新发现。
而这已经不是第一次。自2022年中国科学院深海科学与工程研究所（以下简称深海所）发起全球深渊深潜探索计划（Global TREnD）以来，依托“奋斗者”号，这支科研团队持续向地球最深的海洋“无人区”挺进。他们已经与来自14个国家的科学家合作，下潜至11条深渊的最深点，构建了以我国为主导的深渊国际合作网络，用一系列原创性研究成果，推进国际深渊科学的发展。在这个过程中，这个计划让“勇闯深渊、严谨求实、协同攻关、坚守一线”的精神，根植于深海探索的征程中。
全球深渊深潜计划研究团队在科考途中。深海所供图
勇闯深渊，探索未知
深渊，特指水深6000米以下的海洋，这里高压、低温、黑暗，曾被视作生命禁区。大部分深渊仅有遥感探测数据，缺少系统性海底观测与实证。
我国深渊科学起步相对较晚，但近年来实现了跨越式发展，已成为国际深渊研究的重要力量。2014年，中国科学院启动战略性先导科技专项（B类）“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”，围绕全海深装备、深渊环境、生命和地质过程开展系统部署，建立了我国深渊科学研究框架和技术体系。随后，2020年，自主研制的全海深载人潜水器“奋斗者”号成功实现万米海试，并形成常态化科学作业能力，使我国成为全球少数具备全海深载人科学调查能力的国家。
2022年，全球深渊深潜探索计划正式启动，由此开启我国走向全球海沟的探索征程。深海所研究员彭晓彤为发起人和负责人。
这一年10月，首个环大洋洲载人深潜国际航次开始启动。这个航次的原定目标是搜寻海底热液、冷泉流体。可整个航次并没有按照预设的研究“剧本”推进，意外发现不断。2023年1月，在迪亚曼蒂纳海沟一次下潜中，潜水器镜头捕捉到零星的几块骨骼残骸，外观酷似热液烟囱。
这究竟是倒掉的、不再活跃的热液烟囱体，还是某种大型动物的残骸？在每日科学例会上，科研人员反复回看海底影像、对照采集到的样品，细心研判。直至在新潜次的新样品中，确认鲸落的专属性动物——食骨蠕虫及其体内存在大量特化矮雄个体后，才意识到，这些骨骼残骸属于鲸落。
“我们带着预设的科学目标出海，但同时更欢迎在航次期间发现的意外之‘喜’，大家一起努力抓住转瞬即逝的科学新机遇。”深海所助理研究员周鹏说道。研究团队及时调整下潜规划，多次定点下潜，在东南印度洋迪亚曼蒂纳深渊的海底发现了大量鲸类化石及完整的鲸落生态系统。这一发现揭示了全球已知最深、规模最大的鲸落生态系统和鲸类化石群，表明该区域自530万年前至今一直是鲸类的“大墓地”，相关成果刊发于《自然》。
迪亚曼蒂纳深渊发现的鲸落。深海所供图
同样的故事发生在西北太平洋堪察加海沟。一个潜次临近结束，深海所研究员杜梦然和一起下潜的国外科学家决定绕路比对不同地貌的生物群落，意外发现大片青草般丛生的管虫，这正是发现地球海洋最深冷泉生态系统的最初线索。那时高纬度海域正值大雾弥漫，能见度极差，潜器投放回收难度陡增。潜水器运维团队与科学家团队紧密配合，紧急调整后续20多个潜次的作业计划，通过实地观测，最终在西北太平洋的千叶-堪察加海沟和阿留申海沟，发现目前已知最深的化能合成生命群落及伴生地质流体活动，绵延超2500公里。
面对新的科学线索，及时调整下潜计划，已成为深渊团队的研究常态。
严谨求实，审慎求证
深渊的沉积物、水体、生物、岩石等样品的采集殊为不易，但样品出水，仅仅是研究的开始。对于全球深渊深潜探索计划团队而言，每一项研究成果都经过了多轮国际同行的严格评议。
2022年10月，深海所副研究员宋希坤登上“探索一号”，参加中国-新西兰联合航次。当“奋斗者”号坐底克马德克海沟7446.6米，舷窗外的海底地形层峦叠嶂，大量岩石出露，眼前的景象令人震撼。研究团队把目光聚焦到岩石表面的固着动物：这是一类在深渊广泛分布，却不为人知的动物类群。这些动物大多仅1至2毫米，最大不过1厘米，在海底只能看见斑驳痕迹，很难分辨物种。为确保样品质量，他们在第一时间在海上进行样品分选、登记、拍照、固定、保存，在一线做研究，经常通宵，忙至凌晨短暂休息后，下午两点半还要准时参加科学例会，准备研究下一个潜次的样品。
基于98个“奋斗者”号载人深潜器潜次的海底原位影像与样品，研究团队在环大洋洲周边的七个深渊区域，发现了以原生生物占优势的硬基底动物区系，刷新了多个海洋动物类群的极限生存深度，包括已知最深的苔藓动物（9981米）、钵水母水螅体（9982米）以及水螅水母水螅体（9195米）。这个区系中最占优势、呈丝状结构的“神秘”生命形式——“石茸”，最终被证明是一类胶结有孔虫类，其生物学归属曾困扰学术界多年。它们广泛分布在环大洋洲七个深渊，贡献的活体碳占全球深渊真核生物量碳的2%至11%，是长期被忽视的碳热点。而且这类生物依靠上层海洋沉降的“海雪”生存，不支持此前美国团队提出的化能自养生物假说。相关成果发表于《科学》。
不同于鲸落、热液这类比较大型的深海景观，这类硬基底动物区系生命藏在岩石的细微角落，唯有亲临海底、细致取样、反复研判才能揭开面纱。