在遠離海洋表面的萬米深處,深海平原常被視為地球上受干擾最少、最靜謐的生態系統之一。這一認知正面臨前所未有的挑戰。
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隨著全球礦業公司緊鑼密鼓地籌備開采散布在深海平原上的富礦結核,一個緊迫的問題擺在世人面前:一旦龐大的工業機器啟動,破壞會以多快的速度顯現?
一項最新的實地實驗給出了迄今為止最為清晰且令人警覺的答案。研究人員發現,僅僅一次深海采礦采集器的模擬試驗,就直接導致其作業路徑上超過三分之一的生物個體及物種徹底消失。這一結果確鑿地表明,采礦帶來的生物學沖擊是即時發生的,而非要在多年大規模開采后才顯現。
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這項關于生態損傷的記錄,源自2022年在太平洋深海進行的一次實地測試。彼時,采集器從深海沉積物中挖掘了數千噸富含金屬的結核,在海底留下了嶄新的作業軌跡。
通過對比測試前后的環境數據,來自倫敦自然歷史博物館的伊娃·斯圖爾特及其同事直接記錄了這些軌跡內部生物群落的萎縮與單一化。物種數量的劇烈下滑在試驗后的幾個月內便清晰可見,即使與深海生命長期存在的自然波動相比,這種由人為干預造成的破壞也顯得尤為突兀。
這種“快速干擾”與“緩慢背景變化”之間的鮮明對比,不僅為現有的科學證據劃定了界限,也揭示了海底生態系統對外界沖擊的極端脆弱性。
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礦業公司之所以對多金屬結核垂涎欲滴,是因為這些形似石塊的結核富含鎳、鈷和銅等關鍵金屬,而全球對這些原材料的需求正呈爆炸式增長。
在浩瀚的深海平原中,這些結核零散地分布在柔軟的淤泥上,扮演著極其稀缺的“堅硬表面”角色。許多生物依附其上生長,或將其作為覓食、棲息和繁殖的天然庇護所。當采礦機器將結核悉數收繳時,被帶走的不僅是礦產,更是這些生物賴以生存的家園。
因此,深海采礦的影響不能僅以金屬提取量來衡量,更應視作一種毀滅性的生境喪失。
在測試留下的新鮮軌跡內部,僅憑肉眼即可觀察到的宏觀底棲動物數量在兩個月內銳減。采集器翻動了大多數生物棲息的表層沉積物,留下一條荒蕪的“無人地帶”。
基于采礦前的樣本采樣對比,研究團隊報告稱,作業軌跡內的物種豐度下降了32%。伊娃·斯圖爾特對此評價道:“我們終于獲得了關于現代商業深海采礦機器可能產生何種影響的可靠數據。”
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即便在遠離作業軌跡的區域,開采引發的沉積物“羽流”(即被攪拌起并四處漂移沉積的泥云)也在悄然改變著生態平衡。
研究小組在距離開采路徑約400米處進行了采樣,發現結核表面覆蓋了一層薄薄的泥沙。雖然那里的動物總量保持穩定,但少數特定物種開始占據絕對統治地位,導致羽流區的整體生物多樣性顯著下降。由于這些云團的擴散范圍遠超采礦路徑本身,監管部門必須對廣闊區域內的社區平衡進行長期監測,而非僅僅統計生物個體的數量。
在采礦試驗開始前的兩年里,研究人員觀察到深海平原上的動物密度存在自然的起伏。海面風力與洋流的變化會影響下沉至海底的有機物總量,海底生物群落隨之做出反應。
這種氣候驅動的自然波動在測試前就已導致部分監測點的動物數量減少,這使得設定科學的對照組變得至關重要。如果沒有重復多次的采樣,管理者極易將自然環境引起的退化誤認為是采礦造成的損傷,從而劃錯保護邊界。
在對80個泥芯樣本的梳理中,團隊分揀了4350只動物并鑒定出788個物種,但生物多樣性的全貌仍未被完全捕捉。據推算,需要約15000個生物個體或400個泥芯樣本才能覆蓋絕大多數物種。
伊娃·斯圖爾特表示:“我們發現了許多新物種,并展示了深海平原生態系統如何隨時間自然演變。”
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過往的測試證據暗示,深海生態系統的恢復將是一個極其緩慢且不均衡的過程。一項針對1979年采礦測試帶的追蹤研究顯示,在事隔44年后,那里的生態系統依然處于強烈的干擾狀態。
由于深海沉積物的混合速度極慢,且礦產結核的再生周期遠超人類壽命,生物群落的重建只能以龜速進行。盡管一些小型移動生物已經回歸,但許多體型較大的動物在被刮擦過的海底依然難覓蹤跡。這意味著,今天測得的早期損失可能僅僅是長期衰退的第一個信號,新鮮的作業痕跡可能會存在數十年之久。
理解這些長期變化需要更強大的監測手段。未來的調查必須包含足夠多的沉積物泥芯以捕捉自然變異(建議每個站點至少五個樣本),同時需要專家在物種層面進行精細鑒定。否則,監測工作可能會漏掉那些最先消失的物種,進而無法察覺到采礦軌跡外更細微的生態偏移。
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目前,國際海底管理局已與22個承包商簽署了為期15年的勘探合同,而工業界仍在推動商業化采礦規則的制定。監管機構現已要求提供基準調查和環境影響計劃,而這些新研究結果進一步強調了長期時間序列監測的必要性。
在最近的這次試驗中,瑙魯海洋資源公司與阿爾西斯公司合作運行了采集器。該試驗清晰地展示了采礦活動如何產生即時的物理破壞,以及如何引發隨時間推移而演變的更廣泛、更微妙的生態變化。
在獲得更詳盡的后續數據之前,政策制定者將面臨一個艱難的抉擇:在經濟需求與環境風險的博弈中,他們愿意接受多大程度的不確定性?持續的監測將決定受損的群落是否具備恢復能力,而這些嚴謹的采樣數據也將成為未來發放許可或暫停開發的關鍵依據。
該研究已發表在《自然·生態與演化》期刊上。
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