博物

今年这道高考语文阅读题,《博物》去年就答过了啊!

六月全国人民都在关心的事儿是啥?高考啊!正当我还期待着作文题目上热搜时,有道阅读题突然让我虎躯一震:今年全国I卷语文阅读里的杜梦然老师,我们杂志去年12月刊刚刚采访过呀!

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没错就是这期,不知道有多少今年高考的朋友看过咱们的采访呀

仔细一瞅,全国I卷这篇阅读,不光主题是围绕杜梦然老师和“深渊科考”的,甚至简答题有一道就是“采访提问”的形式……出题老师,莫非你也在看《博物》杂志!

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2026年高考全国I卷阅读“探寻深海未知”节选

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看过这期文章的同学,知道该提问啥了不

好想知道看过这期采访的大家,这道题都答得咋样呀(期待评论区举手)……但无论出题老师是不是从《博物》得到的灵感,都能体现出我们选题是非常前沿的,哪怕大家不是为了备考看,平时随便翻翻也能涨不少知识啊!

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那话不多说,赶紧来看看我们在采访中向杜梦然老师提出了什么问题,又收获了怎样的答案吧!

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“深渊”到底有多深?

杜梦然老师的研究属于“深渊科考”,但到底多深的海底,才能被称为“深渊”呢?

“深渊”指的是海面以下超过6000米的地方。它们多是板块之间剧烈碰撞、俯冲形成的深沟,是海洋最深之处。全世界有37条主要深渊,那里不但黑暗高压,而且地震密集,是地球上最难以到达的极端环境,但也是海洋学家心驰神往的地方。

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深海载人潜水器“奋斗者”

从2020年起,我国科学家借助自主研发的全海深载人潜水器,对全球多处深渊进行了系统探索。杜梦然老师就曾乘深潜器下潜过30多次,去过好几条海沟。

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科学家在深渊考察中有哪些目标?

每次下潜,不同科学家侧重的目标不太一样,有人爱找动物,有人爱挖石头,而杜老师重点关注的则是“深海流体”——就是诸如冷泉、热液等跟周围海水成分不同的液体、气体物质。它们是从海底冒出来的,类似陆地上的泉眼。

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采集冷泉冒出的甲烷气体

图源:NOAA

为什么深海流体这么吸引她?因为有流体的地方,往往生物比较繁茂。深海如沙漠般贫瘠,那里没有太阳光,植物、藻类等倚仗光合作用的初级生产者无法生存,从海洋表层沉落的营养物质也很少。许多深海生物就靠地下冒出来的化学物质生活。

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冷泉附近的生物群

图源:NOAA

那些海底特有的微生物,能把无机物转化为生命所需的有机质,作为深渊的重要能量来源。没有流体,就很难出现大型生物群落。

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冷泉渗漏处,养活了周围密密麻麻的深海贻贝、海胆、海星等动物,其中大块白色固体是甲烷形成的可燃冰。图源:NOAA

但潜入深海,海水中的流体不一定能直接用肉眼看出来,如果眼前突然出现一片生物异常丰富的区域,那么就很可能有流体活动。这时科学家们就要用仪器去检测,通过各项指标的变化,推断流体的特点,以及它对于孕育此处生态系统的作用。

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深渊中有哪些神奇的生物?

杜老师说,每次下潜,其实看到最多的生物就是海参,万米深的海底也不乏其身影。而2025年初,杜老师等科学家还在南太平洋新西兰附近的普伊斯哥海沟(深6300米),看到过一种与众不同的狮子鱼。更多深海鱼请看世界上最丑的动物,其实我们都冤枉它了

在无光的深海,大部分生物都长得很“随意”。但生活在最深处的鱼类——深渊狮子鱼却很漂亮,大头、长尾,游起来很飘逸,像仙女似的。

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克马德克海沟7000米处的深渊狮子鱼。图源:Paul H. Yancey | Proceedings of the National Academy of Sciences

杜老师他们之前在北半球海域看到的深渊狮子鱼都是白白的(许多深海动物都是白色,可节省合成色素的能量)。但普伊斯哥海沟的狮子鱼却是粉色的,而且粉得发紫。猜测这可能与特色食物有关,也可能是它们肝脏很大(利于储存能量),因为皮肤透明,所以看到的是体内肝脏的颜色。

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马里亚纳海沟8000米处的深渊狮子鱼

视频源:@University of Washington | YouTube

2024年杜老师来到俄罗斯附近的勘察加海沟,在9500多米的沟底,竟然看到了一大片“花海”。这些“花”有细软的暗红色“枝条”,顶端是白色“花瓣”和鲜红“花蕊”——让人联想到一种粉色的腊梅,所以杜老师给这里取名“腊梅谷”。

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深渊中美丽的“腊梅谷”

视频源:Xiaotong Peng, Mengran Du et. al | Nature

深海无光,这些“花”不可能是植物。而海底一般在有流体活动、或有大动物残骸的地方,才会出现生命密集区。但这里,两者都没看到。

当时乘坐的“奋斗者”号,海底作业时间是6小时。当时时间快到了,杜老师和同伴在潜器内沟通了一下,决定申请延长半小时。这半小时里,他们快速取了样本。回船观察后,惊奇地发现这是一种新型的“化能管虫”。这类特殊的蠕虫与体内的化能微生物共生,利用海底流体中的化学物质供能。已知的深海管虫,都生活在冷泉或热液附近,围绕着喷口密密麻麻生长,能长到几厘米粗、一两米长。

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生活于太平洋热液区的巨型管虫,长度最大可达两米。白色部分是保护自身的管壳,红色是获取氧气和营养元素的鳃。它们成体的消化系统消失,依靠体内共生的硫化细菌获取能量。图源:NOAA

但新发现的这种管虫身形迥异,极为纤细(“花茎”仅一两毫米粗),且根根直立,均匀地铺满海底。“花丛”中,还生活有螺、贝、多毛、海参等其他动物。

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刊登在今年9月《自然》杂志上的新发现的化能生物图,图中如同海草的东西是新型化能管虫。图源:Xiaotong Peng, Mengran Du et. al | Nature

它们靠什么存活?杜老师和同伴对周围海水和沉积物也进行了采样,发现这里的确有流体,是一种新型冷泉:因为极高的压力,甲烷无法以气体形态存在,所以不会像其他冷泉那样以气体形式冒泡,只能以“水合物”或“液态”的形式冒出来。这是一个全新的生态系统,他们将其命名为“深渊化能生态系统”。

这个发现,进一步更新了人类对化能生命的认知:以往认为化能生命多数不会超过四千米深,这回却把深度拓展到了近万米!

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深渊探索中会遇到哪些困难?

在深海环境中,取样常常需要极为精细的操作。即便成功取到,在转移过程中,样品也可能由于温度和压力的改变等发生变化。

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深潜器用机械手采集珊瑚

图源:NOAA

比如冷水珊瑚样品,一放到显微镜下看,珊瑚虫就在眼皮底下快速化成一滩“血水”,也很难获得高质量的基因组。所以想要进一步研究,就需要更高端的技术装备,能够把深海生物的遗传物质“固定”住再取上来,或者直接在海底原位测序。这也是杜老师目前的研究工作之一。想了解冷水珊瑚的朋友,请看深海珊瑚扎堆,本质上是挤食堂……

而要说到下潜深海时最刺激的,就莫过于在黑烟囱林里穿行了。黑烟囱即海底热液的喷口,大都分布在两三千米深的洋中脊上。

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深海中的黑烟囱

图源:NOAA

地壳裂缝里涌出的热液原本是透明无色的,但因温度高、富含金属离子,与海水接触后就会迅速形成黑色沉淀物,看起来就像一股股黑烟冒出来。热液析出的硫化物也会不断在喷口处凝结,形成一根根烟囱状的柱子。

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视频源:NOAA

进入黑烟囱区之前,潜水器会先在外围“坐底”。外围还没被“黑烟”污染,便于观察地形、规划路线。

进入烟囱林后,就像到了“赛博城市”重庆——自己被大小高矮不等的烟囱包围,三维空间有点儿错乱。潜器在水流中,随时可能偏离原先航向,后方又无法观察……所以一进入烟囱林,可以说步步惊心,而且稍不留神,就可能被“黑烟”烫着。

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这地方看着就不好下脚啊

视频源:nautiluslive

热液的温度,最高可达420℃。深潜器虽然坚固抗压,但并不怎么耐烫。尤其前方的3个观察窗,材质为有机玻璃,是最薄弱的部位,万一接触高温热液,瞬间就可能损毁。

对刚从烟囱口冒出来的“纯流体”测量、取样,是来这里的重要任务之一,也是最惊险的环节。这时要让潜器巧妙地搭在烟囱边缘,保持稳定(因周围水温差异大,水流往往很强),再通过机械臂将测量仪(温度计)和取样器伸入喷口中,不断探测、调整,找到温度最高的核心位置,再迅速采集样本。

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使用温度计测量“烟囱口”的液体温度

视频源:nautiluslive

深潜器能搭载3个人,由潜航员和科学家组队。进入烟囱区后,科学家除了关注自己的目标,通常还要帮潜航员判断周围烟囱的位置。有些地方的烟囱非常密集,潜器的作业空间非常狭窄,有时距高温流体只有几十公分,左右观察窗的人要不断汇报两侧高温喷口与潜器的距离。

这种情况下,完全不被热液“燎”到是不可能的。每次从海底热液区回到母船上,领队的第一件事就是先绕着潜器走一圈,看看外壳又黑了几块儿。好在每次都有惊无险。

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在深渊探索过程中,还有哪些重大发现?

太平洋西部的马里亚纳海沟,是全球海底的最深处(2020年我国奋斗者号测得深度10909米)。杜老师和伙伴们在那里最大的发现,是一片大规模的碳酸盐岩山脉。

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“奋斗者”发现海沟内的碳酸盐沉积物示意图

图源:S. Liu et. al | Geochemical Perspectives Letters

这个发现之所以重要,是因为它不但对碳酸盐岩的地质成因提出了新挑战,而且为全球“碳循环”长期以来的谜题,找到了重要线索。

近几十年来,由于全球气候变化,碳循环成为热门研究方向。碳在地球上以各种形式存在,比如固态的树木、煤炭和液态的石油,燃烧后又生成气态的二氧化碳……尽管存在形式不同,且在不停地转换,但地球上碳的总量必然是固定的。

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碳循环示意图

图源:cev.washington.edu

然而,当科学家计算碳总量时,发现全世界的碳排放和碳储存总是对不上账——有一部分碳丢失了,不知藏在了地球哪个角落。

这次在马里亚纳海沟发现的碳酸盐岩山脉,极有可能就是那部分“消失的碳”的储存载体。目前对海底碳储存的机制,学界还没有完全弄明白,但这次发现,对碳循环和气候变化研究领域,无疑是一个重要进展。

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马里亚纳海沟中的碳酸盐样品

图源:S. Liu et. al | Geochemical Perspectives Letters

就在这两天,我国“全球深渊探索计划”科研团队又发表了一项重大成果:科学家们在东南印度洋迪亚曼蒂纳深渊,发现了全球已知最深、规模最大的鲸类化石群和鲸落生态系统,最古老的化石可追溯到530万年前。

Fig. 2: Whale falls in the sulfophilic stage in the Diamantina Zone.

深渊中的鲸落生态系统,鲸类骨骼被双壳类、多毛类等各种生物所覆盖

Fig. 3: Fossil crania of Ziphiidae from the Diamantina Zone.

研究人员所记录的鲸类化石,既包括现生喙鲸,也包含已灭绝的喙鲸。论文已于6月10号发表于国际学术期刊《自然》。图源:Xiaotong Peng et. al | Nature

层出不穷的新发现提醒着我们,幽深海底隐藏着太多的奥秘,还有太多我们不曾知晓的东西。每一次深海潜行,都在拓展我们对这个世界的认识。

虽然今年的高考结束了,但好奇心却没有完结的一天!博物君也期待着跟大家一起,继续去探索更多有(qi)趣(guai)的知识!

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最后祝同学们答得全对,心想事成!

采访 | 刘莹、戴智龙

微信编辑 | 阿矢