第636期【齐悦读—线上共读—透视新科技】《海底一万米》
（通讯员 邓辉）
讲座题目：透视新科技——海底一万米
主 持 人：胜 春
做客嘉宾：刘 峰，中国大洋矿产资源研究开发协会秘书长。
何舜平，中科院深海研究所研究员。
讲座时间：2025年2月3日～2月9日
（备注：讲座视频可循环播放）
透视新科技——海底一万米
讲座内容：
各位好，欢迎收看我们今天的《透视新科技》，我是主持人胜春。马里亚纳海沟的最深处，被人们称作是挑战者深渊，可以说它的深度已经超过了珠穆朗玛峰的高度。近年来吸引了越来越多的中国科学家前去探索，我们通过短片去了解一下。海底深渊，这个人类曾经难以企及的生命禁区，如今已有着越来越多的外来者不断光顾。在马里亚纳海沟海斗一号实现4次万米下潜，最大下潜深度达10907米，科考队员利用发现号水下机器人对位于马里亚纳海沟南侧一座人类从未探测的海山，开展生物和岩石取样调查。（2020年11月10日）早上8:20左右，奋斗者号成功坐底，抵达了洋底深度10909米，这也是中国载人深潜事业的又一个高光时刻。2020年，中国万米载人潜水器“奋斗者”号突破一万米，在马里亚纳海沟成功坐底，科学家们对这个地球最深处进行了一系列科考，深渊神秘的面纱正在被他们一点点掀开。那么，科学家们究竟为什么关注深渊？在海面下的万米深处，他们会发现什么呢？今天我们请来的两位嘉宾，第一位的是中国大洋矿产资源研究开发协会的秘书长刘峰，欢迎您刘先生！接下来为大家介绍的是中科院深海所研究员、海洋生物学家何舜平先生。
深渊，我们听到这个词的时候既神秘又觉得有点充满了恐惧的感觉，特别想知道，在科学家眼中深渊是什么？一般是把水深超过6000米的这种区域叫做深渊，深渊实际上在海洋里占的面积很小，也就占到了海洋面积的1.2%。这种深渊多半是在海沟里面，这些海沟多半是由于板块的运动，板块的冲撞形成的。何先生在您眼中，怎么定义深渊的概念？它有很多不同的说法，大概（海面）1000米以下就是深海，然后（海面）6000米以下的呢？都特别把它叫作海斗深渊，有人问我是不是像漏斗一样的，它不是。Hadal是一个西方神话里边阎王居住的地方，Hadal就是魔鬼之地就是地狱。魔鬼的居所是吧？对，很深的地方，所以说一般（海面）6000米以下叫海斗深渊，世界上所有的深渊都位于海沟之中。我国科学家频繁光顾的马里亚纳海沟位于太平洋西北部，是一条长2550千米的弧形海沟，平均宽度70千米，大部分水深在8000米以上。最深的一段在海沟的南端，深度达到将近11000米，是目前已知地球上海洋的最深处，即使将地球上最高的山峰珠穆朗玛峰放入这里，山顶离水面也还有几千米的距离，这处深渊在19世纪70年代由一条英国皇家考察船发现。随后，这里以该船的名字被命名为“挑战者深渊”。到目前，科学家们已探知全世界有37条海斗深渊，令人好奇的是，这些深渊都是如何形成的呢？
说到深渊，它的产生跟我们海洋板块和陆地板块之间的关系是什么呢？刚才谈到海沟是怎么形成的？海沟多半就是因为陆地的板块和海洋的板块碰撞造成的，海洋的板块，它一般的比重比较大，然后它会沉到陆地板块的下边，然后时间久了以后，它就会融化掉。后边在这个板块形成以后，就会出现一条沟，然后沟的后边，我们管它叫作弧后，会出现一些平原或者一些山脉，那么在沟里边，多半就是这种板块（碰撞）形成的。在世界各大洋底，潜伏着地球上最大的山脉洋中脊，来自地球深处的地幔环流推动着岩浆从深处翻卷上来，形成新的洋壳，向阳中脊的两边扩张。在漫长的岁月中，在深邃的海底，洋壳缓慢地向陆地板块的边缘移动，然后被陆地板块压向几百公里深处，又一次进入地幔的循环，周而复始向下俯冲的洋壳，同时造就了深深的海沟，也带来了深渊的地质奇观。人类对深渊始终充满好奇，深渊中有生命吗？科学家们会有哪些惊人的发现呢？您两位作为科学家有没有想过真的有一天把海水抽干了？这深渊里会是什么样的景象呢？
就像一个你在陆地上看到的一个大峡谷一样，有的地方两岸会很陡峭，有的地方可能会很平缓，对于在海斗深渊里边，比如说比较陡峭的地方，它多半会有一些海绵、珊瑚生长在这样的陡峭的地方。在对于比较平缓的地方，像海参、海葵，它会生长在这里。而在平的地方，为什么它平啊？它从海平面上会有很多的细小的沉积物掉下去，就形成了一个非常平坦的一个区域。那么在这个区域里边，如果这个地方的水流还比较急的话，它就会形成一个像我们看到的在沙漠里边的沙丘一样，在海底依然有那样波纹的那种沙丘。就跟陆地上的景色很相似吗？很相似，但是在这样的深渊里是不可能看到像我们的树木、花朵这是没有的。在这么深的海水里边，不可能有植物，因为它没有光合的作用。世界上最深的地方就是马里亚纳海沟，在科学家眼中的认知当中，这个最深的地方是一个什么样的状态呢？应该是一个非常荒芜的地方，相当于我们青藏高原的高原面。我们从海平面一直往山上爬的时候，树木就越来越少，从阔叶林到针叶林，长得像松树。
再一个到上面就是草，这个也是一样的，从深海到深渊到海斗深渊，生物就越来越越少。我说的（海面以下）四五千米的时候，海底还可以看到刚才刘老师说的珊瑚、海胆，因为那个地方它确实没有植物，你看见的像植物一样的东西，它也是动物。再下去的时候呢，（生物）就越来越少，当然到下面还会有无脊椎动物比较多，没有脊椎的。有脊椎动物就是鱼，脊椎动物就越来越少，现在到最深的地方，到11000米深的海斗深渊的底，挑战者深渊的地方，无人的潜水器下去拍的照片，没有看到脊椎动物，脊椎动物最深就只到了8250米的地方。再后面就看不到了。再下面就没有，但是并不代表它一定没有，是因为我们探索的，毕竟在统计学上面，在样本量上……还不能形成一个大数据。还不能形成一个大数据，但是目前为止，我们探索到8250米，就没有脊椎动物了。这个生物是呈什么样的特点？能跟我们说说吗？
深渊里边的生物物种的数量来说，它明显地就比我们浅海的要少很多。比如说我们在浅的地方，有1000个物种的话，那么往下面去相同面积的地方，可能就会剩下只有几个物种存在，所以说物种的数量少，这是第一。第二个，低等生物多，高等生物少，脊椎动物少，无脊椎动物多，而且无脊椎动物最多的就是一种甲壳类的节肢动物，就像虾那一类的，还有就是有大量的微生物，但是下面的那些细菌，它叫作嗜压菌。它喜欢压力，没有压力拿上来它活不了。脱离它那个层面之后，它反而无法生存。我们要研究它的话，还得把它装在一个特殊的罐里。保持这个压力。保持这个压力，保压培养，这是很高的一个技术。到底下你会发现鱼的形状，它也和浅水的鱼大不一样，比如说它的嘴巴会很大，你想象中……方便进食。可能就是它沾光嘛，如果有点食物它就能抢到，它游动的能力就比较小（差）。但我们发现一种现象，如果你在底下给它放上一些诱饵的时候，会有大量的各种各样的鱼类，据说在几公里的范围内，这些鱼都能闻得到，比如我们放点这个虾，放点烂肉之类的。
刚才刘老师讲的那个，他说这个鱼几公里之外，它都可以（被）诱捕来，你知道什么原因吗？它的嗅觉……特别灵敏。非常特殊，不是灵敏，它的嗅觉已经丧失了，它已经没有普通的嗅觉基因的基因家族都已经退化了，只剩下一个基因家族是闻腐烂的尸体的嗅觉，为什么鱼会这样？它的眼睛是看不见的，这个我们都做了实验，它的所有的视觉神经的基因都已经丧失了。这个鱼在下边吃啥？就是天上掉下来的东西，腐烂的鲸，腐烂的鱼，它从来没吃到过新鲜的东西，非常可怜。新鲜的东西它都没闻过，已经有两千多万年没有闻过这个新鲜的东西啦，所以嗅觉已经闻不到香东西了。我觉得何先生特别有意思，他身上是有童趣的，所以对鱼类是充满了兴趣，包括他刚才对自己的研究的描述的时候，就像一个孩子讲到自己钓到鱼的那个兴奋。很多人直白地联想，说深渊的压力那么大，在那儿生存的生物会不会被这个压力压扁，或者它们的体形会是一个什么样的特点？
它通过一种非常被动的方法来适应的，它不是去扛住它，扛不住的。这个压力没有任何东西可以扛，它都比万吨水压机还厉害，它的表面的皮肤真皮消失，让它里外通透，然后骨骼里边的空腔全部都消失了。如果我们有个头颅的话，到了下边肯定就会被压瘪。这个鱼没头颅啦，这个头骨，骨头因为基因的变异不发育了，头是开放的，所以压力就可以渗透到所有的地方，让它保持平衡。最大可能地释放压力？释放，这是在身体的水平上面，它的细胞呢，细胞膜上面有大量的跨膜蛋白形成的孔道，让它内外能够保持电解质的这种平衡，渗透压平衡希望，然后最重要的是它分子受不了，再生的分子受不了了。蛋白质的分子跟这个DNA（脱氧核糖核酸），它要是压力也会把它压破的，它共价键这些我们知道，学过化学的都知道，中学（水平）以上的人就知道，共价键、离子键这些都会被它撕裂，怎么办？有一种物质叫作氧化三甲胺，越深的生物我们越发现有这个东西，含量而且越高，正是这个东西保护了它们。但是目前为止怎么保护的？还没有研究出来。
在深渊当中，其实我们有很多是未知的，深渊当中有没有科幻片当中所说的那种深海巨兽存在的可能性呢？从生物学上面来讲，这个怪兽要存在是可能的，但是必须要小一点。我们目前找到的东西都比较小，7000多米的那个鱼，它也只有30来公分（厘米）长，而且很明显它的身体都很简约，一年可能才吃到一回食物。所以从这个道理来推算，很难有大型生物存在。巨型生物的存在几乎是不可能的，我就特别想知道深渊的生物是怎么去的，它为什么能够待在那儿，为什么还能生存，这个鱼是怎么到深海去的？并不是它自己硬着潜下去，它不会，它没这个能力。一定是物竞天择。它是大洋板块跟陆地板块碰撞，就使得海底越来越深。鱼在表面，它也不知道，它就跟着地面就被带到了深渊去了，然后深渊里边的绝大多数它的祖先估计都死掉了。压力温度的变化它居然还能活下来？不，非常慢，这个缓慢得你都感觉不到，基因分析的结果发现它大概在两千多万年以前（环境）发生急剧的变化，使某一些鱼类它产生的突变，那几个基因的突变，或者是很多基因的突变，导致它产生了新的特点来适应了深海，它这样下去的。所以我们通过这个研究，我就想知道这个过程，然后我们把这些假说通过我们对基因的测序，基因功能的验证来发现。
深渊里虽然没有阳光，寒冷低氧，但生命永远能找到自己的出路。这是一条生活在海底一万多米的海参，它的长相与人们印象中的海参完全不同，在它身边还有着钩虾和海蛇尾等生物。深渊中并不是一片死寂，这里有着各种热闹的聚会，这里还有人类肉眼无法看到，却是深渊区最庞大的生命群体，深渊微生物，这些远离陆地的深海生命，为什么能在这样极端的环境中生存繁衍？研究它们的存在对人类来说有什么意义呢？对深渊的研究对我们普通人的生活有关系吗？我认为非常有关系，我们现在的人想健康、想长寿，想治疗很多疾病，但是现在我们的科学发展了，我们要有的放矢去寻找一些新的活性物质和这个药物，哪里去找？在你家门口的沟里弄一点行吗？这都被研究遍了。深海是新的药物来源的一个宝库，里面的菌和一些微生物，它长期适应了这种极端环境，又没光又冷，它都已经是久炼成精了。就是它的适应能力如果能够启发，带到我们人类身上。不是，我们可以不用受启发，我们直接去提取它的基因组，找到它适应抗逆的这些基因来开发成为药物。我们已经发现了有一种水母，它里边一些基因就使得它长寿。那么这个机理，我们怎么拿来联系到人类？现在人类健康是最重要的事情，对我们来说。
另外一个层面，我给大家举个例子，大家都知道日本是个多地震的国家，所以它在日本（列）岛的周围，在这种深海的区域布设了很多的地震观测系统。通过这些观测系统，可以哪怕提前上几十秒，发现这样的地壳的运动，这对于减少……给人类造成的灾害。造成的灾害，都是具有非常重要的意义。深渊考察的项目，这也是你们最熟悉的领域，能不能简单地给我们介绍一下。我本来是研究这个深海的鱼类，但是深海鱼类的研究非常地困难，我跟一个美国专家算是前辈写过一个信，他告诉我过去的深海鱼类都是用拖网拖起来的。那个时候的深海也只有100米或者200米，最多300米的拖网，拖起来这个鱼基本上都坏了，然后这个鱼的话都认不出来。然后它的这个描述，给它写成新种都很困难。把X光照出来，骨骼能够看得清楚，然后我这个梦想就是能够搞到一个深海的鱼，来做基因组的研究和它适应的研究。您指的搞到一个是完整的鱼。不就是一个活生生的，新鲜的，可以拿来提取DNA或RNA的鱼，所以我就进入深海所去做这个研究，通过我们国家的先导的项目，然后这是一个深渊探索计划。
国家的973项目，支持了一个我认为是非常有意义，也是一个重大的项目，叫作《生物在深渊里面的分布规律及其与环境的相互作用机制研究》。我们布放一些我们管它叫作着陆器，用着陆器在下边进行一些捕获海底的生物，照相摄像（设备），长期在那边布放着，对海流，它的流向，它的流速，海水的温度，海水的盐度进行观测，那么我们获得了一整年的这个海沟里边的这些参数。就是知道海沟里边的这些生物，它是怎么分布的，什么样的生物在多深的地方开始分布，再深了以后就没有了。然后它对环境又是怎么适应的，所以管它叫作它的分布规律与环境的互相作用之间的关系。海斗深渊代表着地球上非常独特的海洋极端环境，孕育了地球上最神秘的生态系统，有着特有的洋流运动，上层海洋与海底之间存在着广泛的物质和能量交换，是驱动地球系统演化的关键一环，却是人类知之甚少且难以企及的海底区域，深渊科学问题已经成为国际海洋研究的热点。在中国也专门建立了一系列深渊科考的项目，用于支持和推动我国深渊科学体系的发展。如果海斗深渊是地狱之城的话，这些深渊项目就是我国科学家和工程师们打开地狱之门的攻城锥。随着我国深海装备研制的成功，万米深渊已不再是我国海洋科学界的禁区，有着各种方式的科研考察，在深渊展开。
在那么深的地方，海面以下11000米的深处，这个探索难度体现在哪些方面？应该说科学家对11000米，对这种深渊的探索始终是一个梦想，但是大家知道这个人，一般的人如果是潜水的话，最多也就到个40米，再深了以后就受不了了。随着水深的增加，压力在不断地增加，每增加10米就增加一个大气压，相当于在马里亚纳海沟的最深处，它的压力已经达到了1100个大气压，就相当于每平方厘米上有11吨的重量（压力）。有很大的压力，然后每下降10米的话，它的大气压就会增加一个，而且温度非常低，几乎是接近于冰点，大概是2到3°C的样子，而且氧气的话也比海平面要低。万米海斗深渊的压力是非常恐怖的，在2021年，我国的奋斗者号载人潜水器下潜到挑战者深渊的最深处，它承受着的是11千米厚的海水压力，相当于在指甲盖上放一辆家用小轿车的重量。除了巨大的压力，深渊中没有任何的光线，这里漆黑一片，水温常年保持在2°C左右。对人类来说，这是一个完全无法生存的环境，这就是为什么只有极少数国家能够把人送到海洋最深处的主要原因。
所以特别想问问两位，目前我们国家对深渊的研究在世界上处在一个什么样的水平？从装备，从规模来说，我觉得我们还是比较前沿的，但是我们可能在过去下潜的经验方面，你像美国伍兹霍尔他们的阿尔文号，下潜的次数远远地超过我们，他们有5000次，多一次就多一次经验，每一次的经验值加起来，这个对搞科学来说是太重要了。刘先生您认同何先生的观点吗？我觉得是这样的，正因为有了这些装备，我们国家无论是973（项目）也好，还是基金的项目也好，安排了很多的研究，我就说是催生了我们国家深渊科学这门学科。因此可以这样说，我觉得基本上和国际上应该是处于同类水平，在个别的单项上有可能处于领先的状态。对研究深海的科学家来说，能进入深渊，亲眼观测到有价值的科考目标十分重要。近年来，中国深海科研装备的发展，让中国科学家潜入深海，在海底发现了冷水珊瑚群、鲸落等自然现象，这对于科学家进一步认识海洋生态系统有着十分重要的意义。如今，中国已拥有4500米、7000米和万米三个级别的载人潜水器，还有着能在所有海洋深度探测作业的无人潜水器，其中奋斗者号载人潜水器和海斗一号无人潜水器。
在近两年都多次潜入了深达万米的马里亚纳海沟，为世人带来了深渊的最新影像。科学家们还通过操作机械臂，完成万里深渊海底、样品抓取等工作，其中很多的科技成果在国际上是首次应用，这些宝贵的发现都将推动中国深渊学科体系的建立和发展。科学家在谈到目前我们国家专项研究的时候，总是有一种自豪感的，当然这里面也凝聚了他们多年来的努力，也看到了这些年国家的富强之后，对科技投入的这种变化，所以我特别想知道，未来我们国家将如何去开展深渊的这个研究呢？探索深渊的话，我可以把它总结成为几条我觉得，一个是更深，另外一个是更宽，另外一个是更广，就是我们现在点状的要变成线状，然后再变成网状，最后变成面状。对某一个表面的大洋的深度进行覆盖性的。覆盖性的碾轧，这个很重要。什么东西都是这样，另外一个原位取样和研究技术，这是我们的一个难点。东西拿上来之后那个鱼已死了，蚌壳已经变形了，海参也炸了，细菌已经死了，没法研究。
你研究的结果都不正确，要在原地就进行研究，或者原样（位）采样，最后的话能够建立水下空间站，我把它形容在底下弄一个人住上个一年，在深渊底下搞一个（实验室），所以说未来的东西更多、更广、更深，这是很重要的。刘先生您怎么看未来对深渊的探索？确实我们的海洋科学家赶上了一个好的时代，国家的综合国力在不断地提升，给科学家们提供了一个很好的平台。深渊科学研究我认为，值得我们去做的地方太多了，这里边如果是再广泛一点讲的话，比如说我们怎么利用这些深海的一些矿产，深海的基因，怎么通过这一块发展我们的深海的技术，我觉得这都是我们的难题。今天非常感谢两位来到我们演播室当中，跟我们共同探讨关于深渊探索的这样一个话题。感谢您收看我们今天的《透视新科技》节目！如果您想了解我们更多的节目内容，可以下载央视频去收看其他的节目，我是胜春，咱们下期节目再见。
