距今530萬(wàn)年的“大墓地”：全球最深、規(guī)模最大鯨落和鯨類化石群

鯨落是鯨魚死亡后沉落至海底所形成的獨(dú)特生態(tài)景觀。正所謂“一鯨落，萬(wàn)物生”，它被稱為深海中滋養(yǎng)萬(wàn)物的生物多樣性綠洲。然而，目前人類對(duì)深海鯨落的認(rèn)識(shí)主要依賴于零星的觀測(cè)記錄，且絕大多數(shù)發(fā)現(xiàn)小于4000米水深，最深的一例記錄于西南大西洋，深度為4204米。在水深超過(guò)6000米的深淵區(qū)域尚無(wú)報(bào)道。由中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所主導(dǎo)實(shí)施的“全球深淵探索計(jì)劃”，在東南印度洋迪亞曼蒂納深淵（Diamantina Zone）的海底發(fā)現(xiàn)了大量鯨類化石及完整的鯨落生態(tài)系統(tǒng)。這一發(fā)現(xiàn)揭示了全球已知最深、規(guī)模最大的鯨落生態(tài)系統(tǒng)和鯨類化石群，表明該區(qū)域自530萬(wàn)年前至今一直是鯨類的“大墓地”。這一成果于2026年6月10日在Nature上發(fā)表。

2023年，研究團(tuán)隊(duì)搭乘“探索一號(hào)”科考船，使用“奮斗者”號(hào)載人深潛器，在延綿1200公里的迪亞曼蒂納深淵溝底開(kāi)展32次下潛作業(yè)，在水深4616米至7001米處，發(fā)現(xiàn)5處化能自養(yǎng)階段的鯨落、476處鯨類化石堆積，鯨類遺骸密度高達(dá)每平方公里759.5具，初步鑒定出5種喙鯨和2種須鯨。若將這一實(shí)測(cè)密度外推到整個(gè)研究區(qū)域，則迪亞曼蒂納深淵的鯨類殘骸數(shù)量可能超過(guò)1000萬(wàn)具。

研究團(tuán)隊(duì)所發(fā)現(xiàn)的5處鯨落處于化能自養(yǎng)階段，其中一處包含三枚喙鯨椎骨，是已知最深的鯨落生態(tài)系統(tǒng)，水深6789米。另一處水深5610米，是下潛期間發(fā)現(xiàn)的最大鯨落，長(zhǎng)約5米，其聽(tīng)骨形態(tài)和線粒體基因組數(shù)據(jù)顯示這是一頭南極小須鯨的殘骸。這些鯨骨表面覆蓋著密集的微生物席及動(dòng)物群落，共記錄35種大型底棲動(dòng)物，以海蛇尾、食骨蠕蟲和化能合成雙殼類為主。其中，三種海蛇尾僅在鯨骨上發(fā)現(xiàn)，與周邊沉積物中的海蛇尾種類完全不同，顯示出這些海蛇尾對(duì)鯨落生境的專屬性。本研究在鯨落中首次記錄到木棲海星“海菊花”（Xyloplax sp.），之前僅在木落和熱液環(huán)境中發(fā)現(xiàn)過(guò)，是木棲海星的最深紀(jì)錄。此外，這些鯨落與已報(bào)道的冷泉、熱液存在共有種，特別是化能共生雙殼類囊螂蛤等，支持鯨落可能是深海化能生態(tài)系統(tǒng)“墊腳石”或“跳板”的假說(shuō)。

研究人員所記錄的鯨類化石既包括現(xiàn)生喙鯨，如安氏中喙鯨Mesoplodon bowdoini、長(zhǎng)齒中喙鯨Mesoplodon layardii，也包含已滅絕的喙鯨，如所發(fā)現(xiàn)的新喙鯨——迪亞曼蒂納翼喙鯨Pterocetus diamantinae。鍶同位素定年顯示，所研究的鯨類化石最早可追溯至約530萬(wàn)年前的早上新世，表明迪亞曼蒂納深淵至少自那時(shí)起便持續(xù)存在鯨落事件。據(jù)推測(cè)，這一大規(guī)模鯨魚“墓地”的形成可能主要與以下幾個(gè)因素有關(guān)：該深淵是喙鯨的重要棲息地，部分喙鯨在深潛過(guò)程中容易因超過(guò)生理極限而死亡；深淵呈“V”字形地形，有利于鯨類殘骸在溝底匯聚；同時(shí)，該區(qū)域極低的沉積速率使得鯨骨能在海底長(zhǎng)期暴露而不被掩埋。至于喙鯨頭骨化石的形成，則可能與頭骨部位密度較高，以及鐵錳氧化物和碳酸鹽沉淀所引發(fā)的石化作用有關(guān)。

該研究將鯨落的水深紀(jì)錄由4,200米拓展至近7,000米，也是迄今已知最深、規(guī)模最大的天然鯨落與鯨類化石聚集地。其深度、規(guī)模與時(shí)間跨度均刷新了現(xiàn)有認(rèn)知，為研究古鯨的早期演化歷史、古生態(tài)學(xué)及種群動(dòng)態(tài)提供了獨(dú)特窗口。同時(shí)，這項(xiàng)研究改變了科學(xué)界對(duì)鯨落生態(tài)系統(tǒng)分布極限與生物地理分區(qū)的認(rèn)知，迪亞曼蒂納深淵可能構(gòu)成一條此前未被認(rèn)知的、橫穿東南印度洋的鯨落化能生命長(zhǎng)廊，對(duì)理解深海化能生命系統(tǒng)的擴(kuò)散與連通性具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值。

【拓展思考】在迪亞曼蒂納深淵區(qū)發(fā)現(xiàn)的鯨類“大墓地”進(jìn)一步表明，鯨落能夠在區(qū)域尺度上向海底輸送大量有機(jī)碳。基于潛水器觀測(cè)數(shù)據(jù)，鯨類遺骸的密度高達(dá)每平方公里 759.5 具。若將此密度外推到整個(gè)迪亞曼蒂納深淵，則鯨類殘骸數(shù)量可能超過(guò)1000萬(wàn)具。假設(shè)每頭喙鯨的平均質(zhì)量為 2 噸，脂質(zhì)含量為 25%，這些遺骸對(duì)應(yīng)的總碳封存量約為 670 萬(wàn)噸。這一碳庫(kù)所代表的碳輸入量，相當(dāng)于該區(qū)域背景“海雪”通量約 4,700 年的累積量。值得注意的是，這些數(shù)值很可能仍為下限估計(jì)，因?yàn)樯杏形粗獢?shù)量的鯨源碳被埋藏于沉積物中。這種規(guī)模龐大、持久存在并以脈沖形式輸入的有機(jī)碳匯，使鯨落成為一種獨(dú)立于穩(wěn)定背景海雪通量的重要碳源，極有可能在區(qū)域尺度上重塑海底的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，并影響長(zhǎng)期的底棲生產(chǎn)力和生物多樣性。

迪亞曼蒂納深淵處于硫氧化階段的鯨落生態(tài)系統(tǒng)

?迪亞曼蒂納深淵的喙鯨頭骨化石

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所

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