1875年3月23日,英国皇家海军"挑战者号"科考船在西太平洋海域进行例行的深度测量。船员们将一条系着重锤的麻绳缓缓放入海中,绳索越放越长,直到令人震惊的8184米深度——这是当时人类所知的海洋最深处。他们不会想到,自己刚刚揭开了地球上最神秘角落的面纱:马里亚纳海沟。一个半世纪过去了,这条长达2550公里、平均宽度69公里的新月形"海底伤疤",仍然是人类认知边界上最顽固的谜团之一。

马里亚纳海沟位于西太平洋,东邻菲律宾,南接日本。它由太平洋板块俯冲至菲律宾海板块之下而形成,是地球表面最深的地方。其最南端的挑战者深渊深度达10984米,比珠穆朗玛峰的高度还要多出近两公里。如果把世界最高峰倒置放入其中,峰顶仍将被两公里深的海水淹没。

The Mariana Trench map

在这片被称为"哈达尔区"(以希腊神话中的冥王哈迪斯命名)的深渊中,水压高达每平方英寸15750磅——相当于将50架波音747客机堆叠在一个人身上。温度常年维持在1至4摄氏度之间,绝对的黑暗笼罩一切。然而,正是这片看似生命禁区的地方,却孕育着地球上最奇异的生态系统。

1960年1月23日,美国海军中尉唐·沃尔什和瑞士海洋学家雅克·皮卡德驾驶着"的里雅斯特号"深潜器,完成了人类历史上首次抵达挑战者深渊底部的壮举。这艘由雅克的父亲奥古斯特·皮卡德设计的深海探测器,外形酷似一艘被压扁的潜艇,其核心是一个直径两米的钢制球形舱室,能够承受极端压力。

下潜过程持续了4小时48分钟。当深度表显示接近万米时,一声令人毛骨悚然的爆裂声突然响起——外层观察窗出现了一道细微的裂缝。在如此深度,任何结构性的失败都意味着瞬间死亡。然而,两位探险者决定继续前进。当他们最终触及海底时,深度计显示10916米。他们只在那里停留了20分钟,但这20分钟永远改变了人类对海洋的认知。

令人惊讶的是,透过浑浊的观察窗,沃尔什和皮卡德看到了一条比目鱼从沉积物中游出。这是人类首次证实,即使在世界最深的深渊底部,生命依然存在。然而,多年后科学家们指出,那很可能不是鱼类,而是一种海参——因为真正的鱼类似乎无法在如此极端的压力下生存。这个小小的争议,恰恰揭示了当时人类对深海生命认知的极度匮乏。

此后52年间,无人再次踏足这片深渊。直到2012年3月26日,著名电影导演詹姆斯·卡梅隆独自驾驶"深海挑战者号"深潜器,完成了人类历史上第二次、也是首次单人下潜至挑战者深渊的壮举。卡梅隆的深潜器呈竖立的鱼雷状,高7.3米,配备先进的高清摄像系统和科学采样设备。

卡梅隆在海底停留了约三小时,他描述所见的世界"荒凉、孤独",“仿佛置身于月球表面”。他发现了大量巨型单细胞生物异孔虫——这些直径可达10厘米的"超级阿米巴虫",是目前已知最大的单细胞生物之一。他还观察到海参和类似虾的端足类生物在沉积物上爬行。然而,与沃尔什和皮卡德的观察类似,卡梅隆并未看到真正的鱼类。这加深了科学界的一个疑问:究竟有没有鱼类能够生活在万米深渊?

Victor Vescovo explores the bottom of the Mariana Trench

2019年5月,美国探险家维克多·韦斯科沃驾驶"限制因素号"深潜器,完成了人类历史上最深的载人深潜,抵达深度10927米。然而,当他的深潜器在海底展开灯光时,映入眼帘的第一个物体并非任何深海生物——而是一个塑料购物袋。

这个发现在全球引发了巨大震动。即使是地球上最偏远、最难以抵达的角落,也已无法逃脱人类污染的魔掌。塑料垃圾如何穿越万米水柱抵达深渊底部?科学家推测,它们可能被海洋环流带入深海,或附着在沉降的有机物上缓慢下沉。在深渊环境中,缺乏阳光和氧气意味着塑料可能需要数百年甚至更长时间才能降解。

韦斯科沃的团队还在深渊中发现了四种可能的新物种端足类甲壳动物,以及一种粉红色的蜗牛鱼——这是当时已知栖息深度最深的鱼类。他们的发现表明,即使在如此极端的环境中,生物多样性也比人类想象的更加丰富。

Prawn-like crustaceans in Mariana Trench

马里亚纳蜗牛鱼(Pseudoliparis swirei)是目前已知栖息深度最深的鱼类,最早于2017年由国际团队正式描述命名。这种外形酷似蝌蚪的粉红色小鱼,体长可达30厘米,全身无鳞,骨骼由软骨而非硬骨构成。2019年发表在《自然生态与进化》期刊上的研究揭示了它们惊人的适应性。

中国西北工业大学的王昆博士团队发现,马里亚纳蜗牛鱼的颅骨存在缝隙,这有助于平衡体内外的压力。更重要的是,它们体内与骨骼钙化相关的基因发生了突变,导致该基因部分失活——这使得它们的骨骼更加柔软,能够承受极端压力而不会断裂。此外,它们还拥有五个拷贝的编码三甲胺N-氧化物(TMAO)的基因,这种物质能够稳定蛋白质结构,防止它们在高压下变性。

这些鱼类的眼睛已经退化,因为它们生活的世界完全没有光线。研究团队发现,它们缺失了若干关键的感光基因——这是进化的巧妙安排,既然永远用不到视觉,为何要保留这个耗能的系统?

然而,鱼类并非深渊中唯一的生命。2011年,斯克里普斯海洋学研究所的研究人员在约10600米深度发现了大量巨型单细胞生物——异孔虫。这些生物属于异孔虫门(Xenophyophorea),是地球上最奇特的生命形式之一。

异孔虫是单细胞生物,但单个细胞可以长到10厘米以上,相当于一个小苹果的大小。它们的外形酷似海绵或珊瑚,但实际上每个"个体"都是一个细胞。它们通过收集沉积物中的颗粒构建精巧的外壳,并以有机碎屑为食。科学家们推测,这些巨型细胞可能具有特殊的细胞膜结构,能够抵抗极端压力。

Deep sea view of tube worms in the Mariana Trench

在马里亚纳海沟中,科学家还观察到深海巨型现象——一种在深海环境中某些生物体型异常巨大的趋势。端足类甲壳动物是这一现象的典型代表。在浅海环境中,这些类似虾的生物通常只有1-2厘米长。然而,在马里亚纳海沟中,某些端足类物种可以长到30厘米以上——相当于它们浅海亲属的15倍。

科学家们对深海巨型现象的成因仍未达成共识。一种理论认为,较低的温度减缓了新陈代谢速率,允许生物生长更长时间。另一种观点认为,食物稀缺导致了体型竞争——更大的体型有助于储存更多能量、游得更远以寻找食物。还有研究者提出,极端压力可能直接影响了某些基因的表达,导致了巨型化。

2025年7月,中国科学院深海科学与工程研究所的研究团队在《自然》期刊发表了令人震惊的发现:他们在马里亚纳海沟近10公里深度发现了迄今为止已知最深的动物群落。这一发现彻底颠覆了人类对深海生命分布的认知。

中国"奋斗者号"载人深潜器在马里亚纳海沟进行了23次下潜,深度范围从2500米到9533米。研究人员发现了数千条管虫和双壳类软体动物形成的密集群落。这些管虫长达30厘米,聚集在一起如同深海中的"森林"。

A Chinese submersible has found creatures thriving at nearly 10 kilometers below sea level in the Mariana Trench

更令人惊讶的是,这些生物群落并不依赖阳光生存。它们生活在完全黑暗的环境中,依靠"化学合成作用"获取能量。海底裂缝中渗出的甲烷和其他化学物质被微生物转化为能量,而这些微生物又成为管虫和双壳类动物的食物来源。

这一发现具有深远的科学意义。它表明,在地球上最极端的环境中,生命依然能够以人类未曾预料的方式繁荣发展。更重要的是,它为寻找外星生命提供了新的视角。在木卫二(欧罗巴)和土卫二(恩克拉多斯)的冰层之下,可能存在类似的深海环境和化学合成生态系统。

Dense aggregation of vesicomyid bivalves in the sediment at 5743 meters

然而,人类的阴影已经笼罩了这片最后的净土。2019年的研究表明,马里亚纳海沟中的端足类甲壳动物体内含有放射性碳-14——这是20世纪中期核武器试验的残留物。核爆产生的放射性同位素通过大气环流进入海洋,再通过食物链沉降到深渊底部,最终被深海生物吸收。

2020年,另一项研究在马里亚纳海沟生物体内发现了高浓度的汞。这些有毒金属主要来自燃煤电厂和采矿活动的排放,它们同样通过复杂的海洋过程抵达了地球最深处。研究团队警告,全球汞排放仍在上升,尤其是在中国和印度等快速发展国家,这意味着深海生物面临的污染压力将持续加剧。

2016年,美国研究人员在马里亚纳海沟约3700米深处发现了一种前所未见的彩色水母。这种水母拥有纤细伸展的触手和静止的钟体,内部结构发出微弱的荧光。它属于Crossata属,甚至可能是一个全新的物种。这一发现提醒人们,即使在21世纪,深渊中仍有无数未知等待揭示。

同年,研究团队还在马里亚纳海沟区域发现了泥火山。这些结构并非传统意义上的火山,它们不喷发岩浆,而是缓慢涌出来自地壳深处的冷泥、流体和气体。2025年,科学家从这些泥火山中提取出一种奇异的"蓝色粘液",尽管其pH值高达12(足以灼伤人类皮肤),其中却发现了来自微生物细胞膜的脂质——这表明即使在如此极端的化学环境中,生命依然存在。

马里亚纳海沟还隐藏着许多声学谜团。2014年,研究人员在水下录音设备中捕获了一种被称为"生物轰鸣"(Biotwang)的诡异声音。这种声音由低沉的呻吟和高频的金属质感尾声组成,被描述为"一只青蛙在太空中打嗝"。十年后的2024年,科学家终于确定,这些声音来自布氏鲸——这是一种难以捉摸的须鲸物种,它们的活动范围比先前认为的要广阔得多。

The Mariana Trench depth

从1960年至今的六十余年间,仅有寥寥数人亲眼目睹过马里亚纳海沟底部的景象。人类对月球表面的了解,甚至超过了对自家后院这片深渊的认知。然而,每一次下潜都在改写教科书。从最初的"生命禁区"假说,到发现丰富的生物群落;从认为鱼类无法在万米深处生存,到确认蜗牛鱼栖息于8000米以上深度;从相信深渊与世隔绝,到发现人类污染已抵达海底——这些发现共同描绘出一幅令人惊叹又警醒的图景。

马里亚纳海沟告诉我们,生命比人类想象的更加顽强、更加多样、更加出人意料。在极端的压力、绝对的黑暗、接近冰点的温度下,进化之手雕刻出了地球上最奇异的生命形式。从巨型单细胞生物到软骨鱼类,从化学合成群落到深海巨型现象,每一项发现都在挑战人类对生命极限的认知。

然而,马里亚纳海沟也在警示我们:地球上已不存在真正的"净土"。塑料袋、核试验残留物、汞污染——人类的足迹已遍布这颗星球的每一个角落。当我们仰望星空寻找外星生命时,或许应该先俯视脚下这片深邃的蓝色,去理解、去保护那些在我们认知边缘挣扎求存的奇迹。

在马里亚纳海沟的沉默深处,一个我们几乎一无所知的世界正在悄声诉说:关于生命的韧性,关于进化的奇迹,也关于人类的责任。


参考资料:

  1. Wan, S. et al. (2019). “Morphological and genomic convergence of hadal snailfish.” Nature Ecology & Evolution.
  2. Peng, X. et al. (2025). “Flourishing chemosynthetic life at the greatest depths of hadal trenches.” Nature.
  3. Levin, L. A. et al. (2011). “Giant xenophyophores in the Mariana Trench.” Deep Sea Research Part I.
  4. Gallant, J. et al. (2024). “The Biotwang: A complex baleen whale call recorded in the Mariana Trench.” Frontiers in Marine Science.
  5. BBC News. (2019). “Mariana Trench: Deepest-ever sub dive finds plastic bag.”
  6. National Geographic. (2012). “James Cameron Now at Ocean’s Deepest Point.”
  7. NOAA Ocean Exploration. (2023). “What is the deepest-living fish?”
  8. Discover Magazine. (2023). “The Mariana Trench Plunges 36,000 Feet.”
  9. Woods Hole Oceanographic Institution. “The Challenger Expedition.”
  10. Rolex. “Trieste: The Deepest Dive.”
  11. Institute of Deep-sea Science and Engineering, CAS. (2025). “Deepest-known animal communities found nearly 10 km below sea.”