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星空隨筆 – 深海奇觀

1 月 07, 2017 Einstein 專題文章 0

(作者：蔡錦滔)

自2001年左右開始，我便有到香港太空館講講座的經驗。近十多年，每年都會在那裏講解大約五至十多個講座。至昨晚 2017年1月5日為止，都應該超過百多次的講座經驗。試過講解地球的進化歷程，由地球形成至到人類出現的過程；但未試過講解地球的一些現象，或者可以叫做氣象或自然地理現象，昨晚則第一次嘗試在太空館講講颱風、龍捲風、水循環、地球結構、大氣層結構、地震、板塊移動、深海世界、地球二氧化碳的變化，對我來說，大部份的內容，都是第一次在太空館講，十分新鮮。然而，對於一個物理人來說，在公開場合講解物理和天文以外的地理知識，感到是班門弄斧，戰戰兢兢。不過，每次新鮮的嘗試，也令我學習到很多新事物。

昨晚的講座系列只是「宇宙夢劇院」的第一講，這個系列希望令聽眾能夠欣賞宇宙之美，當中亦能學習到新知識。而第一講「從蔚藍的地球出發」，我覺得應該就是說與有關地球的風、海、地、氣等自然現象，我的想法是當我們去探測研究宇宙其他星體時，我們也會想知道它們的這些自然現象，所以我想像自己未到過地球，我會如何去探索這個她呢？從而設計出今次講座的內容。

當中，我想說說有關深海的部份。在香港太空館講深海構造和深海魚，雖然只是短短五分鐘左右，感覺十分新鮮和神奇。所謂深海，一般指200公尺水深以下的海帶，可大致分為四部份 (下圖)：

(深海分層 Credit: http://www.seasky.org/deep-sea/ocean-layers.html)

中層帶 (Mesopelagic zone)：200-1000公尺深的海洋，此部份的光線微弱，植物不足以進行光合作用，所以微弱的光線只可以給生物用作辨識方向，而大部份的海洋雪也在此部份被消化掉，原來海洋中，死去的有機物如植物、糞便、泥土等物質，當細菌等附上了，會聚合成顆粒，可以以數星期時間慢慢下沉至深海內，變成如同下雪一樣的情況，亦為深海生物帶來營養。而中層帶中的生物，品種是最多樣化的，例如有旗魚、魷魚、鰻魚及墨魚。

深層帶 / 半深海帶 (Bathyal zone)：1000-4000公尺深的海洋，此部份已經完全沒有陽光照耀到，所以在這裏或以下的生物，眼睛大都已經退化至沒有用處，但亦有些生物會演化至能自行發光，眼睛則用來觀察這些微弱的光線。而此處的水壓已經相當大，每平方寸大約承受5850磅的壓力、溫度亦低至只有4 – 10度，但仍然可見有生物在此環境中生存。生物在此區域通常都不是游泳的高手，因為此層只有很少的掠食者和漆黑的環境易於隱藏。在此層中，鮟鱇魚 (Anglerfish) 是我覺得最特別的一種，牠頭上的燈可以閃閃下，吸引獵物走來讓牠吃，不過，樣子相當恐怖 (下圖)。

(鮟鱇魚 Credit: http://the-oceans.weebly.com/the-animals.html)

深淵帶 (Abyssal zone)：4000-6000公尺深的海洋，地球上約有83% 的深海的平原就在此層，此處水溫約只有2 – 3度，水壓達到每平方英寸11000磅。細小的微生物 (莖葉植物 Cormophytes) 卻能夠利用海床熱泉產生化學反應製造氧化硫化氫 (oxidizing hydrogen sulfide)，成為此處生物的食物來源。而巨烏賊就在此處生活，牠們身長可以去到10 – 13米 (下圖)。

(巨烏賊 Credit: http://www.buzzle.com/articles/interesting-facts-about-the-abyssal-zone.html)

超深淵帶 (Hadal zone)：英文名字源自冥王哈帝斯 (Hades) 的名字，水深6000公尺至海床的水層，雖然水深可達近11000公尺，但仍可見有生物的存在，海蜇、蝰魚、管蟲及海參等。此處的水壓達110MPa或16000psi (磅/每平方英寸)。

在此地帶有一種有四隻眼睛的長頭胸翼魚spookfish 為至今所發現唯一一種使用鏡子(mirrors) 而非水晶體 (lenses) 使光線在其眼中聚焦的脊椎動物。雖然牠看來有四隻眼睛，但其實只有兩隻，每一隻眼睛分離成為兩個連成一起的部份。一半向上，另一半則向前下方。而相片中的這一種，前上方都呈透明，可更清楚看到內部的構造 (下圖)。

(Spookfish Credit: MBARI)