杜夢然：24年潛入9000米深海發(fā)現(xiàn)生機(jī)勃勃的海底世界

海面下9000多米到底有什么？2024年，中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所研究員杜夢然帶著團(tuán)隊(duì)，乘坐＂奮斗者＂號載人潛水器扎進(jìn)了太平洋西北部的千島-堪察加海溝。

潛水器的燈光掃過海底那一刻，所有人都愣住了——血紅色的管蟲成片聚集，半透明的多毛蟲在其間游弋，這里根本不是想象中的＂生命荒漠＂，而是一個(gè)熱鬧的、從未被人類見過的世界。這趟下潛的最深處達(dá)到了9533米。

杜夢然及其團(tuán)隊(duì)在千島-堪察加海溝底部發(fā)現(xiàn)了地球上已知最深的有動(dòng)物存在的生態(tài)系統(tǒng)。一個(gè)關(guān)鍵的問題隨之浮出水面：這么深的地方，沒有陽光、溫度接近冰點(diǎn)、水壓大到驚人，這些生物到底靠什么活著？

答案藏在海底的裂縫里。這個(gè)深海海溝生態(tài)系統(tǒng)從甲烷、硫化氫和其他溶解在從海底滲出的流體中的化合物中獲取能量。

化學(xué)能合成微生物利用這些富含能量的分子將無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為碳水化合物，從而支撐起整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。用大白話講，海底有些地方會往外＂冒氣＂，那些氣體里含有化學(xué)物質(zhì)，微生物拿這些東西當(dāng)飯吃，再一級一級把能量傳遞上去，管蟲、蛤蜊、螺類，全都跟著吃上了飯。

不需要太陽，照樣過日子。這種靠化學(xué)能養(yǎng)活自己的方式，科學(xué)上叫＂化能合成＂。在此之前，大家都知道淺水區(qū)有類似的生態(tài)系統(tǒng)存在，但沒人想到，在九千多米深的海溝底部，居然也能長出這么繁茂的生物群落。發(fā)現(xiàn)這一切的過程其實(shí)帶著些偶然。

2024年那次航行中，原本的科考任務(wù)即將結(jié)束，杜夢然和同行的隊(duì)員臨時(shí)決定多走一段。這一發(fā)現(xiàn)甚至改變了2024年的考察計(jì)劃。

團(tuán)隊(duì)隨后駕駛＂奮斗者＂號前往更多區(qū)域，包括附近的阿留申海溝，尋找類似的化能生態(tài)系統(tǒng)。就這么一個(gè)臨時(shí)起意的決定，讓人類看到了海底最深處的＂花園＂。

杜夢然是什么人？一個(gè)典型的小城姑娘。本科在中國海洋大學(xué)讀海洋化學(xué)，之后去美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)念了博士。拿到學(xué)位就回國了，加入了中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所，一直干到現(xiàn)在。

一年幾乎有半年時(shí)間在海里，不是在船上就是在潛水器里。她搭乘潛水器的工作環(huán)境，可能很多人難以想象。

該深潛器由鈦合金制成，可承受約98兆帕的壓力（約為海平面大氣壓的1000倍），其乘員艙面積僅1.8平方米，可容納三人。三個(gè)成年人，擠在不到兩平方米的金屬球里，一待就是六七個(gè)小時(shí)。

吃喝、記錄、操作觀測設(shè)備，全在這個(gè)小球艙里完成。有人覺得這種空間會讓人喘不過氣來，杜夢然卻說自己每次進(jìn)去都興奮——了解未知的最佳方式是親自前往，用心體驗(yàn)和感受，并親眼看看海底世界。

長期以來，人們認(rèn)為深海生命主要依賴從海面下沉的有機(jī)物。但杜夢然等人的發(fā)現(xiàn)提示：化能生態(tài)可能在深海中占據(jù)更核心的位置，甚至構(gòu)成復(fù)雜食物網(wǎng)的基礎(chǔ)。

不光如此，2025年，杜夢然、彭曉彤及其同事在南太平洋的另一條海溝進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)了與去年在北太平洋發(fā)現(xiàn)的類似的生態(tài)系統(tǒng)，這為地球海洋中存在一條全球性的化學(xué)能自養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)走廊提供了有力證據(jù)。

北太平洋有，南太平洋也有，這意味著深海最底層的化能生態(tài)可能不是零星的幾個(gè)孤點(diǎn)，而是一條橫貫大洋的＂走廊＂。這個(gè)結(jié)論如果未來被更多數(shù)據(jù)證實(shí)，將徹底改寫人類對深海生命分布的理解。

2025年同樣值得一提的還有＂奮斗者＂號的另一項(xiàng)壯舉。這次北極之旅98天航行一萬五千多海里，共下潛43次，其中32次是在海冰覆蓋率超過80%的北極中央海盆區(qū)，使我國成為世界上目前唯一能在北極密集海冰區(qū)連續(xù)載人深潛的國家。

在北極冰層下搞載人深潛，全世界沒有先例，困難可想而知——潛水器回收過程中上方不能有冰，但因?yàn)楸母采w率很大，很難找到一片特別開闊的水塘。平均年齡不到35歲的科考團(tuán)隊(duì)硬是在＂斷網(wǎng)＂40多天的條件下，依靠國產(chǎn)裝備完成了任務(wù)。

而杜夢然所在團(tuán)隊(duì)的腳步并沒有停歇。2025年?duì)款^發(fā)起的＂全球深淵探索計(jì)劃＂獲批聯(lián)合國＂海洋十年＂大科學(xué)計(jì)劃并啟動(dòng)實(shí)施，推動(dòng)國際深淵科學(xué)由孤立性研究向系統(tǒng)性研究轉(zhuǎn)變。

截至目前，已吸引包括中國在內(nèi)的全球10個(gè)國家的145名科學(xué)家參與，共實(shí)施214潛次科考。進(jìn)入2026年，節(jié)奏更快了。2026年1月19日，中國-智利阿塔卡馬海溝載人深潛聯(lián)合科考航次從智利瓦爾帕萊索正式啟航。

阿塔卡馬海溝位于南美洲西海岸外側(cè)，長約5900公里，是世界上最長的海溝，以表層水體生產(chǎn)力高、底部構(gòu)造活動(dòng)活躍、底棲生物密度大為特點(diǎn)，但科學(xué)界對其探索仍十分有限。

2026年3月，中國-智利阿塔卡馬海溝載人深潛聯(lián)合科考航次總結(jié)儀式在停靠于智利瓦爾帕萊索的＂探索一號＂科考船上舉行。航次順利完成了探索阿塔卡馬海溝生物多樣性、化能生態(tài)系統(tǒng)和板塊俯沖機(jī)制等多項(xiàng)任務(wù)。

＂奮斗者＂號載人潛水器共完成36次下潛，采集生物標(biāo)本超過3500件。從馬里亞納海溝到千島-堪察加海溝，從北極冰蓋到南美洲西海岸的阿塔卡馬——中國載人深潛的足跡，正在一條一條地把全球深海海溝串聯(lián)起來。

截至2024年底，我國科學(xué)家已完成八條全球主要海溝深淵的載人深潛科考，創(chuàng)造多項(xiàng)世界載人深潛作業(yè)和科考新紀(jì)錄。而到了2026年，隨著阿塔卡馬海溝航次完成，這張＂深海地圖＂又新添了一條重要海溝的數(shù)據(jù)。

這意味著全球碳循環(huán)的＂賬本＂可能一直少算了一大塊。我們過去對地球碳存量的估算，可能因?yàn)楹雎粤松顪Y海溝里的這部分碳而出現(xiàn)偏差。

對于理解氣候變化、估算碳排放，這都是關(guān)鍵的拼圖。這不僅對理解生命如何在極端環(huán)境中存在至關(guān)重要，也為探索其他行星或衛(wèi)星的生命跡象提供關(guān)鍵線索。

如果地球上不靠陽光、僅憑化學(xué)反應(yīng)就能維持一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，那么木星的衛(wèi)星歐羅巴、土星的衛(wèi)星恩克拉多斯——那些被冰層覆蓋但可能存在液態(tài)水的天體上，是不是也有類似的生命形式？這個(gè)問題的答案，也許就埋在杜夢然和團(tuán)隊(duì)從深海帶回來的樣本里。

杜夢然說過，＂這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)只是國際合作的開始。它更重要的意義在于提出了亟待回答的新問題——化能生命走廊是否存在？深淵甲烷儲庫的規(guī)模究竟有多大？深淵碳循環(huán)在全球碳循環(huán)中的作用如何？＂

從安徽亳州到海面下9533米，杜夢然走了將近二十年。但對深海來說，人類的探索才剛剛開了個(gè)頭。

全球37條深淵海溝，絕大多數(shù)仍然是空白。每一次下潛都可能打開一扇新的門，而門后面是什么，只有親自到了那里才知道。