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中國科學(xué)院主導(dǎo)的“全球深淵探索計(jì)劃”國際研究團(tuán)隊(duì)，在西北太平洋的千葉-堪察加海溝和阿留申海溝發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的海底生態(tài)系統(tǒng)--在深度達(dá)到9,533米的深淵海底，存在著目前已知最深的化能合成生命群落及伴生地質(zhì)流體活動(dòng)。

這項(xiàng)具有里程碑意義的研究成果于30日以1篇研究論文（Article）及1篇研究簡報(bào)（Research Briefing）同步發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。研究利用“奮斗者”號(hào)載人潛水器，揭示了全球海洋最深地帶--深淵帶中延綿蓬勃生長的化能合成群落和巨大甲烷儲(chǔ)庫。這些生命不依賴陽光獲取能量，而是利用地質(zhì)流體中的化學(xué)反應(yīng)獲取新陳代謝所必需的能量。這一突破性發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了關(guān)于生命在極端深度生存能力的傳統(tǒng)認(rèn)知，更為理解深海碳循環(huán)的復(fù)雜機(jī)制提供了全新視角。

圖1. 全球最深的化能合成生態(tài)系統(tǒng)

深淵里的隱秘世界

深淵是指深度在6,000米至近11,000米之間的海溝區(qū)域，通常形成于板塊俯沖帶。雖然科學(xué)界長期推測化能合成群落可能廣泛存在于深淵區(qū)域，但此前實(shí)際發(fā)現(xiàn)的案例屈指可數(shù)。

此次研究首次在深達(dá)9533米的極端深度，以及跨越2,500公里的廣闊海溝底部，直接觀測到了世界上分布最深、分布規(guī)模最大的化能合成生命群落。這些群落主要由管狀蠕蟲和雙殼類軟體動(dòng)物組成，它們依靠沿著斷層上涌的富含硫化氫和甲烷的流體維持生命。研究不僅發(fā)現(xiàn)了化能合成生命新物種，后續(xù)研究還有可能揭示全新的代謝途徑和極端壓力適應(yīng)機(jī)制。

圖2. 代表性動(dòng)物群

重新思考深海碳循環(huán)

該研究對(duì)理解地球深部碳循環(huán)具有深遠(yuǎn)意義。通過地球化學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)這些環(huán)境中的甲烷實(shí)際上是由沉積層深處的微生物活動(dòng)產(chǎn)生的。這一結(jié)果表明，在深淵海底之下還存在著一個(gè)前所未知的、龐大活躍的深部生物圏，不斷將由沉降有機(jī)質(zhì)分解而來的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。因此，這一過程可能封存了大量的從上層海洋沉降的有機(jī)碳，并以天然氣水合物等形式在深淵海底形成規(guī)模巨大的甲烷儲(chǔ)庫，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的深海碳循環(huán)和碳收支模式。

圖3. 深淵冷泉形成模型

這一發(fā)現(xiàn)也直接挑戰(zhàn)了深淵生態(tài)系統(tǒng)主要依靠從海洋表層沉降的有機(jī)顆粒和動(dòng)物殘骸維持的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。相反，研究證明，化能合成生命可能在深淵生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮著比想象中更重要的作用，并深刻影響著深淵生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在此發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步提出了"化能生命長廊"假說，指出化能合成生態(tài)系統(tǒng)在深淵的分布可能遠(yuǎn)比目前發(fā)現(xiàn)的更為廣泛，有望在全球范圍內(nèi)形成一條沿構(gòu)造活動(dòng)活躍、有機(jī)質(zhì)豐富的海溝底部分布的化能生命走廊。

探索新前沿

本次研究是"全球深淵探索計(jì)劃"（Global Hadal Exploration Programme，簡稱GHEP）的重要組成部分。這項(xiàng)為期十年的國際科研計(jì)劃由深海所主導(dǎo)，旨在利用最先進(jìn)的深潛技術(shù)揭開地球深淵無人區(qū)的奧秘。研究團(tuán)隊(duì)已規(guī)劃了更多考察任務(wù)，將進(jìn)一步探索化能生態(tài)系統(tǒng)的全球分布格局，以及它們對(duì)全球碳循環(huán)的潛在影響。

圖4. 航次合照

論文引用信息：
????Peng, X. et al. Flourishing chemosynthetic life at the greatest depths of hadal trenches. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09317-z.

Du, M. et al. Chemicals seeping from the sea floor sustain an extreme-depth ecosystem. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/d41586-025-02380-6.

關(guān)于全球深淵探索計(jì)劃（GHEP）：

"全球深淵探索計(jì)劃"（Global Hadal Exploration Programme, GHEP）是一項(xiàng)為期十年的由中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所發(fā)起的聯(lián)合國海洋十年科學(xué)計(jì)劃，致力于探索和認(rèn)知全球海洋最深區(qū)域--深淵，其前身為"全球深淵深潛探索計(jì)劃"（Glabal TREnD）。該計(jì)劃依托"奮斗者"號(hào)全海深載人潛水器等尖端深潛技術(shù)裝備對(duì)深淵地質(zhì)、生命與環(huán)境開展系統(tǒng)科學(xué)研究。了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問：http://globaltrend.idsse.ac.cn。