前所未有的海底发现
在印度洋东南部漆黑的深海中，一支由中国科学家领衔的研究团队发现了一处令全球海洋科学家惊叹的奇观。研究人员使用载人潜水器“奋斗者”号绘制了一处广阔的海底墓地，这艘潜水器能够下潜至1.1万米。墓地中有数百头鲸鱼的遗骸，其中一些已沉睡在海床上超过500万年。这项发表于《自然》杂志的发现，是迄今在地球上记录到的深度最深、年代最久远、规模最大的鲸鱼墓地。
这次考察于2023年2月至3月进行，科考船“探索一号”驶入迪亚曼蒂纳断裂带。这是一片偏远海域，分布着海底山脊和海沟，位于澳大利亚以西约1600公里处。科学家首次在杜德雷赫特海沟下潜时，于海面下7002米处发现了鲸鱼化石。起初令人困惑的观察很快演变成一场为期一个月的调查，期间团队又进行了32次下潜。最终，团队记录了485处鲸鱼化石遗址和现存鲸落，分布范围沿海床延伸，距离之长令人惊叹。
中国科学院深海科学与工程研究所副所长、论文第一作者彭晓彤对发现规模之大深感意外。研究人员原本计划调查海斗深渊带的生物多样性、生态系统、污染和地质过程。海斗深渊带是海洋中最深的区域，水深在6000至11000米之间。但他们意外发现了一座规模前所未有的化石档案库。
发现如此大规模的墓地完全出乎意料。其分布范围、深度和年代跨度都远超我们的想象。
这一发现令科学界振奋，研究人员将其重要性与1977年首次发现深海热液喷口等里程碑式发现相提并论。数量惊人的遗骸有望重塑人们对深海生态和鲸类在地质时间尺度上演化历程的认识。
绵延深渊的鲸鱼墓地
新发现的墓地沿海床延伸约1200公里，因此它并非局部异常现象，而是一条绵延广阔的古生物学超级走廊。遗址水深从4200米至7002米不等，远远越过海斗深渊带的边界。海斗深渊带始于海面以下6000米。此前发现的鲸落大多位于水深不足4000米的区域；在这次发现之前，已知最深的鲸落位于4204米处。迪亚曼蒂纳断裂带的发现将此类生态系统的已知分布深度范围拓展了2500多米，使其成为海洋中已知最深的鲸落栖息地之一。
研究人员发现了476具鲸鱼化石遗骸，以及5具近期死亡、已进入深度腐烂阶段的鲸尸。根据对调查数据的系统外推，团队估计该区域每平方公里可能有7至8具现代鲸尸和约750具化石遗骸。有些推算认为，整个区域可能散布着超过1000万具鲸尸，封存的碳总量约为670万吨，这些碳至今仍在滋养深海生命。
史密森尼国家自然历史博物馆化石海洋哺乳动物馆长尼克·皮恩森谈及这处遗址的惊人规模时说：
它绵延超过1200公里，简直令人难以置信。
南安普敦大学海洋探索学教授乔恩·科普利指出，每平方公里发现近800具骨骼确实令人意外。他解释说，鲸落通常是深海动物的孤立栖息地，但这里的高密度分布表明，当地的地理和海洋环境可能具有独特之处。卡尔弗特海洋博物馆的斯蒂芬·J·戈弗雷称这处墓地是真正独一无二的发现，并写道，这项研究让他想起一部史诗系列电影首部作品的预告片。
深海中的生命轮回
鲸鱼死亡并沉入海底后，其尸体会引发海洋生物学中最引人注目的生态现象之一。这种现象被称为鲸落，尸体会在食物匮乏的环境中成为生命绿洲。迪亚曼蒂纳断裂带的发现包括5处现存鲸落，生物繁盛，完全依赖这些正在腐烂的遗骸生存。这些活跃遗址处于嗜硫阶段：细菌分解骨骼中的脂质，释放硫化合物，供养由特化无脊椎动物组成的群落。
研究团队观察到骨骼上覆盖着浓密的白色微生物席，还有钻骨虫、蛇尾、海蜇、双壳类软体动物、甲壳动物和刺胞动物。许多生物可能属于科学界此前未知的物种。部分生物的密度达到每平方米2800只，在原本黑暗寒冷的海床上形成了繁盛的生态系统。中国科学院深海科学家周鹏谈到亲眼见证这些群落的感受时说：
我们看到的繁盛生态系统，为这片原本黑暗寒冷的海床展现了截然不同的一面。
鲸落通常经历四个已知阶段。第一阶段，盲鳗和睡鲨等大型食腐动物会在数月内摄食鲸鱼的软组织。第二阶段，在可持续数年的富集阶段，小型生物会在骨骼及周围沉积物上定居。第三阶段进入嗜硫阶段，细菌分解骨骼中的脂肪，产生化学物质，为贻贝、蠕虫和其他化能合成生物提供养分，持续数十年。最后，待有机物耗尽，裸露的骨骼会成为海绵和海葵等滤食动物的礁体。
比萨大学古生物学家、论文合著者乔瓦尼·比安努奇强调了这些极端环境群落的生物学意义。
这一发现表明，这些极端且尚未充分探索的环境中栖息着科学界仍未知的物种和生态系统。因此，我们距离真正了解地球的生物多样性仍有很长的路要走。
改写演化史的化石
研究人员利用“奋斗者”号潜水器的机械臂采集了43件化石标本，从中辨认出5种喙鲸和1种须鲸的遗骸。这些化石的年代从约12万年至526万年前不等。骨骼中的锶同位素测年证实，至少从上新世早期开始，这一区域就出现了鲸落。这段时间跨度为研究鲸类数百万年的历史提供了连续的窗口。
最古老的化石属于一种已灭绝的喙鲸，隶属剑喙鲸属，年代约为530万年前。另一项重要发现是一个全新的物种，研究人员正式将其命名为迪亚曼蒂纳剑喙鲸（Pterocetus diamantinae），以纪念发现地。乔瓦尼·比安努奇指出，其头骨碎片与已知物种存在足够明显的解剖学差异，因此有理由将其归为新物种。这一发现增进了人们对喙鲸演化史的认识，也有助于厘清这一高度特化类群在数百万年间的演化过程。
除已灭绝物种外，化石记录还包括安氏中喙鲸和铲齿中喙鲸等现存喙鲸的遗骸，表明某些谱系已在这些深海中生存了数百万年。在以喙鲸为主的化石组合中，研究人员还发现了一具须鲸化石，并确认其属于塞鲸。
发现的最大一具现存鲸尸是一头长5米的南极小须鲸，位于水深5610米处。这项发现尤其引人注目，因为小须鲸是滤食性鲸类，通常在较浅水域觅食，而喙鲸则是深潜猎手。遗骸中既有浅潜物种，也有深潜物种，这种组合提出了一个科学家仍在努力解答的谜题。夏威夷大学鲸落专家克雷格·史密斯并未参与这项研究，他称此次记录到数量如此庞大的鲸鱼化石鲸落“令人惊叹”，对理解鲸类在地质时期的演化和分布具有重大意义。
为何如此多鲸鱼聚集于此？
迪亚曼蒂纳断裂带鲸鱼遗骸异常密集，引出了一个关键问题：这处墓地是如何形成的？研究人员认为，地理、海洋和生物因素共同造就了适宜遗骸在数百万年间不断积累的环境。迪亚曼蒂纳断裂带形成于6000万至5000万年前，当时澳大利亚大陆与南极洲分离，造就了由山脊和海沟组成的复杂地貌，随后影响了洋流和迁徙路线。
该区域呈V形的地形似乎像天然漏斗一样，将沉入水柱的鲸鱼遗体引向海沟底部。这一地质特征可能阻止遗骸漂走，并使它们集中在特定区域，从而得以埋藏和保存。不过，仅凭地形还不足以解释遗骸数量为何如此之多。
该区域可能既是迁徙通道，也是优质觅食栖息地。南极小须鲸等滤食性鲸类可能在季节性迁徙时经过此地，而深潜喙鲸则在周边海域猎食鱿鱼。有研究人员推测，在这一区域潜至极深处的喙鲸可能接近生理极限，因而更容易发生致命性力竭或减压病。中国科学院海洋生物多样性研究人员宋锡坤解释说，深潜喙鲸潜至3000米以下时，可能承受致命的生理压力。
乔恩·科普利认为，这处墓地可能形成于这样一种情况：该区域既位于滤食性鲸类的迁徙路线上，又是喙鲸的猎场。这些猎手为追捕猎物潜入断裂带时，可能会逼近身体承受能力的极限，偶尔无法返回海面。迁徙活动频繁与捕猎环境险峻这两种因素结合，可能在地质时间尺度上为遗骸大量聚集创造了理想条件。
化石得以保存500万年的奥秘
在海床上发现骨骼并不罕见，但发现保存完好、年代超过500万年的化石，则需要极为特殊的条件。迪亚曼蒂纳断裂带具备罕见的多种条件，使这些遗骸免于通常的腐烂和破坏过程。最重要的因素与喙鲸独特的身体结构有关。这些动物的吻部骨骼密度极高，富含矿物质，不易降解。彭晓彤将这种骨骼密度比作盔甲，并指出其致密结构使骨骼不易被钻骨生物取食，也能更好地承受极端压力。
迪亚曼蒂纳断裂带的环境条件也发挥了关键作用。该区域的沉积速率极低：在过去500万年间，每千年仅沉积0.05至0.55毫米的物质。缓慢的埋藏过程意味着化石不会很快被沉积物掩埋，而沉积物可能会压碎或遮蔽它们。相反，化石得以长时间暴露，并形成保护性的铁锰氧化物外层，封闭骨骼，使其与周围环境隔开，形成天然石棺。
深海环境本身也有助于化石保存。低温和稳定的化学条件减少了物理和化学风化。由于不像浅水区域那样存在温度和化学条件的波动，骨骼几乎不会遭受侵蚀。因此，这些化石在超过500万年间免遭生物取食和溶解，形成了从上新世延续至今、记录鲸类生死的连续档案。
这项发现对科学与保护意味着什么
除具有古生物学研究价值外，迪亚曼蒂纳鲸鱼墓地还对科学家理解深海生物多样性和演化具有重要意义。论文作者写道，这些发现重塑了人们对鲸落生态系统分布极限和生物地理格局的认识。研究证实，这些群落能在水深超过6700米处繁盛，拓展了人们对化能合成生命环境边界的认识，也表明类似的隐秘档案库可能广泛分布于全球深海。
鲸落似乎是依赖硫化物生存的动物群落的演化热点和生物地理“跳板”，可能将原本彼此隔绝的远距离深海群落连接起来。研究人员在该遗址观察到的部分动物也栖息于热液喷口和冷泉，这表明鲸鱼尸体可能有助于连接相距遥远的不同生态系统。估计数以百万计的鲸尸中封存的碳约达670万吨，这凸显了鲸落在深海碳循环中的作用。
这项发现也引出重要的保护问题。宋锡坤指出，即使在极深海域，海沟也面临日益加剧的污染和人类活动威胁。他认为，应考虑在海沟生态系统建立海洋保护区，以保护地球最后的疆域及其独特的演化遗产。彭教授表示，其他喙鲸主要栖息地可能也存在类似的鲸鱼墓地，未来的考察或许会发现更多同样重要的遗址。
迪亚曼蒂纳断裂带已成为近几十年来最重要的海洋发现之一。这里可能还有许多新物种有待描述，沉积物下也可能埋藏着更多化石。研究人员预计，继续探索这座海底档案库，将有助于揭示古气候、洋流变化以及海洋哺乳动物在漫长时间尺度上的演化历程。
要点
- 中国研究人员在印度洋迪亚曼蒂纳断裂带发现一处规模庞大的鲸鱼墓地，绵延1200公里，最深达7002米。
- 遗址包含485处鲸鱼化石遗址和现存鲸落，遗骸年代至少可追溯至530万年前的上新世早期。
- 5处现存鲸落孕育着多种深海生物，包括食骨蠕虫、蛇尾和软体动物，其中许多可能是新物种。
- 研究人员发现了一种已灭绝的喙鲸新物种——迪亚曼蒂纳剑喙鲸（Pterocetus diamantinae），以及已灭绝和现存鲸类谱系的化石。
- 遗骸密集可能是因为V形地形将鲸尸汇集于此，同时该区域既是迁徙通道，也是深海觅食栖息地。
- 骨骼异常致密、沉积速率极低、铁锰氧化物外层保护以及稳定的深海环境，共同造就了化石的特殊保存条件。
- 这项发现将鲸落生态系统的已知分布深度拓展了2500多米，并表明深海海床是追溯鲸类演化历程的重要档案库。
