藏在南太平洋裡的「沙漠」:位於魔鬼海域,面積相當於中美俄之和

2021-01-09 環球科學大觀

科學前沿觀天下 篤學明理洞寰宇

遙遠的南太平洋素以「魔鬼海域」為世人所熟知，在南太平洋漩渦的中心更是「人類不可接近的海洋極點（尼莫角）」，埋葬著大量的廢棄人造太空飛行器，至今無人能踏足這片海域。不過，那裡除了是太空飛行器墳墓，科學家們還發現一座巨大的「沙漠」隱藏在南太平洋的驚濤駭浪之中…

南太平洋環流（SPG）是地球五大跨洋洋流之一，其覆蓋面積佔據了全球海洋表面10%，但就海洋生物學而言，這片區域往往被認為是一片「海洋沙漠」。研究人員認為，由於一系列因素，這片水域的有機生物非常稀少，其生物多樣性低下，故而稱之為「沙漠」。

長期以來，科學家們對這片水域的研究極度匱乏，這主要是因為與陸地的距離過遠，面積過於龐大（佔地3700萬平方公裡，相當於中美俄領土面積之和），以及過高的紫外線輻射強度和洋流漩渦造成的海洋各個部分彼此隔離。這導致研究難度大大提升。儘管存在諸多挑戰，但一項新的國際研究成果讓我們對南太平洋這片海域中的微生物狀況有了前所未有的深入了解。

2015年12月至2016年1月，由馬克斯·普朗克海洋微生物研究所領導的德國科考船「桑恩號」對南太平洋海域進行了為期六周的考察。航線從智利穿越南太平洋漩渦，航行裡程7000公裡，最終抵達紐西蘭。在此過程中，研究人員對那片「沙漠」海域中20-5000米深處的微生物種群進行了採樣，並對有機樣本進行排序和識別。

參與其中的一名微生物生態學家表示：「令人驚訝的是，我們在南太平洋的表層海水中發現的細胞量比大西洋環流少了大約1/3！這可能是全球表層海水中測量到的最低的細胞數值。」這些微生物群落的分布在很大程度上取決於海水深度、溫度、營養物濃度和光照有效性等因素。此外，20個主要的細菌分支佔據了此次任務中採集到的微生物的絕大部分，如原綠球藻等海洋微生物，這說明該生態系統的生物多樣性水平非常低。

在太平洋其他海域中充斥著大量的微生物，而在南太平洋地區這一範圍縮小到了 500米的深度。總體而言，這項研究表明「海洋沙漠」確實存在，並證實了其獨特的、超貧營養的生物棲息環境。在那裡，堪比沙漠環境的極低營養環境大大限制了生物的繁育和發展，「極端物理化學條件」遏制了生物多樣性的繁茂。該研究結果發表在《Environmental Microbiology》上。

雖然南太平洋漩渦是一片貧瘠的「海洋沙漠」，但缺失的有機質也給那裡帶去了光明的一面：世界上最清澈的海洋正位於人跡罕至的南太平洋，仿佛一塊巨型的水晶玻璃鑲嵌在地球上。

作者/朱張航宇

參考文獻：Reintjes, G., Tegetmeyer, H. E., Bürgisser, M., Orli, S., Tews, I., Zubkov, M., … Fuchs, B. M. (2019). On site analysis of bacterial communities of the ultra-oligotrophic South Pacific Gyre. Applied and Environmental Microbiology. doi:10.1128/aem.00184-19

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