JOL专题 | 雅浦海沟 Yap Trench

从海洋表面到超深渊——来自雅浦海沟的多学科研究

丁海兵  孙承君

大洋区域水层根据深度在垂直方向划分为上层 (真光层，0-200米)、中层 (200-1000米)、深层 (1000-4000米)、深渊层(4000-6000米) 和超深渊层 (>6000米)。近年来，越来越多的研究逐渐聚焦于海洋真光层以下的海区，尤其是从深海到超深渊的区域。超深渊是海洋最深的部分，具有高压、低温或高温、黑暗及低营养水平等极端环境，是研究海洋环境垂直变化的理想区域。然而，由于技术水平的限制，我们对超深渊的了解非常有限。近年来，随着载人和无人深潜器的发展，我们有了更多的手段探索超深渊区域。我国自主研发的蛟龙号深潜器是目前世界上下潜深度最大的载人潜水器，是海洋工作者进行深海探索的利器，让我们对占海底面积1-2%的超深渊有了更多了解的可能。

雅浦海沟位于西北太平洋雅浦海脊和雅浦群岛东侧，北接马里亚纳海沟，南连帕劳海沟，长约650公里，是北起白令海西南边缘、南到菲律宾海沟南端的西太平洋沟弧系统的重要组成部分。雅浦海沟的最深处为8527米，虽然没有著名的马里亚纳海沟深，但是它位于太平洋板块、菲律宾板块和加罗林板块的交界区，形成了独特而复杂的海沟系统。其南北构造差异明显，环境变化显著，是系统研究海洋深渊、超深渊环境的理想区域。

依托国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“超深渊生物群落及其与关键环境要素的相互作用机制研究”支持，在蛟龙号的帮助下，我们于2016和2017年对雅浦海沟开展了两个航次的系统考察。在这两个航次中，蛟龙号的最大下潜深度达到了6796米，获得了大量的海水和沉积物样品。通过考察研究，初步掌握了雅浦海沟独特的物理、化学、生物和地质特征，为回答诸如雅浦海沟的海水从哪里来的；雅浦海沟从表层到超深渊的水环境是如何变化的；哪些过程控制了雅浦海沟沉积物的形成等问题进行一些基础性的工作。在这些工作的基础上，Journal of Oceanology and Limnology组织了雅浦海沟专题，集中报道部分有关雅浦海沟的最新研究结果。尽管这些结果不够全面和深入，但它为探索海洋未知的领域打开了一扇窗。

从刘学海等人的文章中，我们了解了雅浦海沟深渊水体的基本物理特征以及近底层水的湍流混合和海沟不同区域的地转流等特征。这些水文特征有助于我们掌握雅浦海沟区域的水体移动规律，并解释水体的化学特征和一些海洋生物的分布规律。

溶解有机碳是海洋生物的重要食物来源，并且对全球碳循环起着重要作用。碳水化合物是海洋溶解有机碳的重要组分，影响着海洋食物链和浮游生物的新陈代谢。从郭超男等人的文章，我们可以了解雅浦海沟水体中的碳水化合物的基本特征。

沉积物能够提供深渊和超深渊区域的化学和地质特征信息。通过研究有机碳的载荷和沉积有机碳的保存能力（李栋等），沉积物脂类分布（闫艺心等），沉积物的主要和痕量沉积元素（黄玉环等），沉积物的磁性特征（陈雨等），我们发现雅浦海沟的沉积物有多种来源，包括陆地的、火山的、生物的来源，而且不同区域沉积物的主要来源存在显著差异。

对雅浦海沟，特别是对深渊和超深渊海域的研究，将揭示越来越多的深海生物和环境特征，阐明超深渊生物的环境适应机制。在我国深渊、超深渊研究的起步阶段，我们希望本专题能够促进我们对海沟区域的研究，获取更多基础数据和信息，从而为探索更多的海洋未知区域和极端环境提供帮助。