探索南极深海让我回到过去

1902 年，极地探险家斯科特船长首次横跨南极大陆北纬 80 度时写道：“进入那片白色空间一直是我们的梦想，现在我们已到达那里，那里不再是空白。”时光飞逝，一个多世纪过去了，南极洲周围的深海海底仍然有一片“白色空间”，潜水员无法到达那里，船上的声纳只能对部分区域进行详细测绘，机器人车辆也很少对其进行勘测。

因此，我抓住机会加入了 BBC 的一个团队，作为科学向导前往南极半岛进行“蓝色星球 II”的探险。在 Alucia 号科考船船员的帮助下，我们首次乘坐微型潜艇潜入南极洲 1 公里深处。虽然我们没有遇到早期极地探险者在陆地上所经历的身体困难，但这些潜水确实让我们有机会进行一些独特的科学研究。

南极洲周围的深海之所以特殊，有几个原因。由于南极洲被冰盖的重量压低，其周围的水下大陆架比平常更深，边缘深度约为 500-600 米，而不是 100-200 米。它还被更深的近岸水道切割，有些水道深达 1 公里以上，这些水道是过去被更大的冰盖冲刷出来的。因此，尽管这片大陆本身很偏远，但我们可以从这里到达近岸的深海——这对我们乘坐微型潜艇潜水很方便，尽管需要躲避冰山。

这里也是海洋生物进入深海的通道。一些深海动物会进入比南极洲周围通常要浅得多的深度，因为靠近表面的水温与深海其他地方的低温相似。在过去，一些深海动物的浅水祖先通过这个浅水区和深海区之间的寒冷通道从南极洲扩散到深海。

我们在潜水时看到的我最喜欢的动物之一是南极洲大章鱼，它的祖先大约在 1500 万年前从浅水区冒险潜入海底，当时水面的水温与深海的水温一样低。它的后代像马车先驱一样遍布深海，形成了今天世界各地发现的几种不同的深海章鱼。然而，有些章鱼留了下来，成为了我们看到的物种。

南极洲周围的海洋也是深海之肺。世界各地深海中生命所需的氧气大部分都是从这里的大气开始旅程的。冬季，白色大陆周围的海水结冰，留下极冷的咸水，下沉并流入大西洋、印度洋和太平洋深处——甚至连 14,000 公里外马里亚纳海沟底部最深的海水也来自这里。当这些深水从南极流出时，会携带着溶解在表面大气中的氧气。因此，南极洲是世界深海呼吸的地方——这里的水是地球上含氧量最丰富的水之一。

我最喜欢的潜水动物之一是巨型海蜘蛛，它们的腿长可达 40 厘米，它们也利用了这些富含氧气的水域。海蜘蛛没有呼吸系统，这通常会限制它们的体型，但在富含氧气的环境中，它们可以长得更大。

“古海洋生态系统”

潜入南极也是一次时光之旅，可以一窥古代海洋生态系统曾经的样子。如今，鱼类是大多数海洋生态系统中的主要捕食者，但很少有鱼类能适应我们潜水时零下 1.5 摄氏度的环境。然而，“冰龙鱼” ——Cryodraco antarcticus却是一个明显的例外，也是我最喜欢的动物之一——它有抗冻蛋白，可以防止血液结冰。它的血液也很清澈，没有任何携氧血红蛋白，而正是这种血红蛋白让我们的血液呈现红色——在冷水中，足够的氧气直接溶解在鱼的血液中，维持鱼的生命。

但是很少有鱼像冰龙一样具有非凡的适应能力，因此无脊椎动物已经多样化，并成为这里深海中的主宰者，就像 3.5 亿年前它们在整个海洋中所做的那样。我们潜水时最喜欢的最后一个典型例子是南极太阳星Labidiaster annulatus ，它是我们熟悉的五臂海星的亲戚。潜水员们观察了它的行为，给它起了个绰号叫“死星”。它有多达 50 条腕足，比餐盘还大。它把腕足当作钓鱼竿，将它们举离海床来捕捉路过的磷虾，这要归功于它皮肤上的小钳子，当任何东西擦过时它们就会猛地合上。与其他海星不同， Labidiaster可以挥动腕足捕捉猎物，因为这里可供咀嚼的掠食性鱼类相对较少。

总的来说，从我们的小型潜艇上近距离观察南极深海床应该有助于我们了解“落石”如何塑造这里的生命模式。“落石”是从路过的冰山上掉下来的汽车大小的巨石——它们为滤食性物种提供了岩石栖息地的“岛屿”，否则这些物种就无法在南极海底的软泥上看到它们。但落石的落脚点取决于海底地形。正如我们在潜水中发现的那样，它们会从更陡的海底斜坡上滑下来，实际上会刮掉海洋生物。但如果你身处沟壑底部，那么很多落石就会落在那里，大大促进了当地的生物多样性。这种生命模式很难从过去用网或拖网收集的样本中看到，所以我们首次用小型潜艇潜入南极 1 公里深处，应该有助于让那片“白色空间”不再是一片空白。

乔恩·科普利 (Jon Copley) 是南安普顿大学海洋探索与公众参与专业的副教授。本文最初发表于 theconversation.com。