为何海洋“深渊科学”被视为一个独立的学科和热点来研究？| 附：太平洋主要深渊分布图|163

海洋深渊一般指深度超过6000m，具有极端高压、低温、高盐、低溶解氧、暗黑、陡峭闭合地形的深海沟(图1)。尽管深渊面积仅占全球海底总面积1%~2%的区域，但是在深度分布上却代表了45%的最深海洋区域。

海洋深渊迄今仍然是地球上最不为人知的世界。这个世界如此神秘、如此与众不同，以至于现代海洋科学专门为“深渊”设立了一个专业术语“Ｈａｄａｌ”，来源于希腊神话中的冥界之王哈迪斯。

深渊多分布于活动的海洋板块边缘，是板块俯冲作用的产物，也是目前地球上最大的未知物种栖息地。目前世界上已知的主要深渊有37个，其中28个位于太平洋(图2)，5个位于大西洋，4个位于印度洋。已知最深的深渊位于西北太平洋马里亚纳海沟“挑战者深渊”，其深度超过了10900m。

图1 海洋不同深度分层情况

https://commons.wikimedia.org/wiki/File：Oceanic_basin.svg

长期以来，“深渊科学”一直被视为一个独立的学科和热点来研究。

作为国际海洋科学的前沿，深渊科学正逐渐形成深渊地质学、深渊水文学、深渊化学、深渊生物学、深渊微生物学和深渊生态学等各个分支科学。探秘深渊，尽管极为艰难，但随着深海探测技术的不断发展，中国深渊科学研究正方兴未艾，越来越多的中国科学家已将研究的目光投向了深渊世界。

“深渊科学”

从战略地位上来看

由于深渊的独特性和重要性，一些发达国家从20世纪中叶开始对深渊展开调查，独立启动了多项深渊科学研究计划，并研制了多种不同深度的无人和载人深潜器进行深渊探索，为未来开发和利用深渊环境资源抢占先机。例如，英国和日本联合开展了“HADEEP”(hadal environment and education program)深渊探测计划，美国开展了“HADES”(Hadal Ecosystem Study)研究计划等。我国“十二五”期间大力发展深渊探测技术，瞄准深渊科学研究的国际前沿，致力于构建我国深渊科学研究体系和提升我国在全球深渊前沿科学领域的影响力。

从科学意义上来看

深渊内部栖息着很多人类未知物种和生物群落，对深渊生物展开研究将为揭示地球生命起源提供参考。

图2 太平洋主要深渊分布图

http://news.bbc.co.uk/2/hi/8426132.stm

从深渊地理分布特征来看

深渊并不孤立。全球大部分重要的深渊都处在深海热盐环流的关键通道上，使得深渊成为深海热盐环流的必经之路。以太平洋为例，在太平洋底层，南大洋深层水随深海热盐环流从南向北进入西北太平洋，依次经过克马德克海沟、汤加海沟、马里亚纳海沟、伊豆–小笠原海沟，最终到达最北部的阿留申海沟(图3)

从环流动力学角度来看

大量观测结果表明深渊内部并不是死水一潭，而是普遍存在气旋式深渊环流，并且环流强度不弱。例如，日本科学家观测到伊豆–小笠原海沟和马里亚纳海沟“挑战者深渊”最大流速均可达10 cm/s。在垂向上，气旋式环流的存在使得深渊底层水从深渊中心上涌，进入上层深海热盐环流流系中，而上层水体通过混合下沉进入深渊系统，从而实现深渊与深海的水体和物质交换。通过深海–深渊环流相互作用，南大洋深层水给西北太平洋海沟深渊带来了丰富的溶解氧和高盐水，继而影响深渊水团特性和生物的新陈代谢。

图3 太平洋底层水环流示意图

http://booksite.elsevier.com/DPO/chapter10.htm

从生物学角度来看

最近的研究发现深渊内部存在着大量不同的生物群落，蕴含着数量惊人的有机碳。它们与深渊平原甚至浅海陆架区域的生物群落和碳循环存在着相似性，这很可能与深海和深渊之间的水体交换，以及环流相互作用密切相关。研究深海–深渊物种迁移过程和全球碳循环具有重要意义。

…………

撰稿人：谢强

中国科学院深海科学与工程研究所

有删减，参考文献略

内容简介：

《“10000个科学难题”海洋科学卷》是《10000个科学难题》中的一卷，也是相对独立的专业书。书中介绍了海洋科学领域各个学科的重要科学难题，包含了国内外最新科学进展及学科前沿内容，对于了解海洋科学的未解之谜、启发学者的创新性探索，开启未来的研究方向有重要价值。

全书内容新颖，撰写深入浅出，充分考虑了非本专业的人员能够读懂，有利于获取学科交叉的知识，适合于科研人员、研究生、大学生学习使用，也适合有兴趣的高中生选读。

“10000个科学难题”征集活动

海洋科学编委会名单

主任 管华诗

常务副主任 赵进平

副主任 吴立新穆穆戴民汉焦念志翦知湣 秦大河

编委（按姓氏拼音排序）

包振民蔡树群陈建芳陈敏陈显尧丁平兴杜岩端义宏段晚锁高会旺 管长龙黄邦钦黄菲雷小途李广雪李三忠李铁刚李永祺刘秦玉刘素美 刘征宇罗德海马德毅邵宗泽时钟宋金明宋微波孙松田纪伟田永军 汪岷王大志王东晓王凡王桂华王旭晨王震宇魏泽勋肖湘效存德 谢尚平徐景平杨桂朋杨守业杨作升殷克东俞志明曾志刚张经张偲 赵美训周名江左军成

“10000个科学难题”征集活动

专家指导委员会名单

主任 赵沁平钟掘刘燕华

副主任 李家洋赵忠贤孙鸿烈

委员（以姓氏拼音为序）

白以龙陈洪渊陈佳洱程国栋崔尔杰冯守华冯宗炜符淙斌葛墨林郝吉明贺福初贺贤土 黄荣辉金鉴明李灿李培根林国强林其谁刘嘉麒马宗晋倪维斗欧阳自远强伯勤田中群 汪品先王浩王静康王占国王众托吴常信吴良镛夏建白项海帆徐建中杨乐张继平 张亚平张泽郑南宁郑树森周炳琨周秀骥朱作言左铁镛

工匠精神倾情打造

①本书还有很多难题没有进来，但进来的鲜有争议！

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