距今530万年的“大墓地”：全球最深、规模最大鲸落和鲸类化石群

鲸落是鲸鱼死亡后沉落至海底所形成的独特生态景观。正所谓“一鲸落，万物生”，它被称为深海中滋养万物的生物多样性绿洲。然而，目前人类对深海鲸落的认识主要依赖于零星的观测记录，且绝大多数发现小于4000米水深，最深的一例记录于西南大西洋，深度为4204米。在水深超过6000米的深渊区域尚无报道。由中国科学院深海科学与工程研究所主导实施的“全球深渊探索计划”，在东南印度洋迪亚曼蒂纳深渊（Diamantina Zone）的海底发现了大量鲸类化石及完整的鲸落生态系统。这一发现揭示了全球已知最深、规模最大的鲸落生态系统和鲸类化石群，表明该区域自530万年前至今一直是鲸类的“大墓地”。这一成果于2026年6月10日在Nature上发表。

2023年，研究团队搭乘“探索一号”科考船，使用“奋斗者”号载人深潜器，在延绵1200公里的迪亚曼蒂纳深渊沟底开展32次下潜作业，在水深4616米至7001米处，发现5处化能自养阶段的鲸落、476处鲸类化石堆积，鲸类遗骸密度高达每平方公里759.5具，初步鉴定出5种喙鲸和2种须鲸。若将这一实测密度外推到整个研究区域，则迪亚曼蒂纳深渊的鲸类残骸数量可能超过1000万具。

研究团队所发现的5处鲸落处于化能自养阶段，其中一处包含三枚喙鲸椎骨，是已知最深的鲸落生态系统，水深6789米。另一处水深5610米，是下潜期间发现的最大鲸落，长约5米，其听骨形态和线粒体基因组数据显示这是一头南极小须鲸的残骸。这些鲸骨表面覆盖着密集的微生物席及动物群落，共记录35种大型底栖动物，以海蛇尾、食骨蠕虫和化能合成双壳类为主。其中，三种海蛇尾仅在鲸骨上发现，与周边沉积物中的海蛇尾种类完全不同，显示出这些海蛇尾对鲸落生境的专属性。本研究在鲸落中首次记录到木栖海星“海菊花”（Xyloplax sp.），之前仅在木落和热液环境中发现过，是木栖海星的最深纪录。此外，这些鲸落与已报道的冷泉、热液存在共有种，特别是化能共生双壳类囊螂蛤等，支持鲸落可能是深海化能生态系统“垫脚石”或“跳板”的假说。

研究人员所记录的鲸类化石既包括现生喙鲸，如安氏中喙鲸Mesoplodon bowdoini、长齿中喙鲸Mesoplodon layardii，也包含已灭绝的喙鲸，如所发现的新喙鲸——迪亚曼蒂纳翼喙鲸Pterocetus diamantinae。锶同位素定年显示，所研究的鲸类化石最早可追溯至约530万年前的早上新世，表明迪亚曼蒂纳深渊至少自那时起便持续存在鲸落事件。据推测，这一大规模鲸鱼“墓地”的形成可能主要与以下几个因素有关：该深渊是喙鲸的重要栖息地，部分喙鲸在深潜过程中容易因超过生理极限而死亡；深渊呈“V”字形地形，有利于鲸类残骸在沟底汇聚；同时，该区域极低的沉积速率使得鲸骨能在海底长期暴露而不被掩埋。至于喙鲸头骨化石的形成，则可能与头骨部位密度较高，以及铁锰氧化物和碳酸盐沉淀所引发的石化作用有关。

该研究将鲸落的水深纪录由4,200米拓展至近7,000米，也是迄今已知最深、规模最大的天然鲸落与鲸类化石聚集地。其深度、规模与时间跨度均刷新了现有认知，为研究古鲸的早期演化历史、古生态学及种群动态提供了独特窗口。同时，这项研究改变了科学界对鲸落生态系统分布极限与生物地理分区的认知，迪亚曼蒂纳深渊可能构成一条此前未被认知的、横穿东南印度洋的鲸落化能生命长廊，对理解深海化能生命系统的扩散与连通性具有重要学术价值。

【拓展思考】在迪亚曼蒂纳深渊区发现的鲸类“大墓地”进一步表明，鲸落能够在区域尺度上向海底输送大量有机碳。基于潜水器观测数据，鲸类遗骸的密度高达每平方公里 759.5 具。若将此密度外推到整个迪亚曼蒂纳深渊，则鲸类残骸数量可能超过1000万具。假设每头喙鲸的平均质量为 2 吨，脂质含量为 25%，这些遗骸对应的总碳封存量约为 670 万吨。这一碳库所代表的碳输入量，相当于该区域背景“海雪”通量约 4,700 年的累积量。值得注意的是，这些数值很可能仍为下限估计，因为尚有未知数量的鲸源碳被埋藏于沉积物中。这种规模庞大、持久存在并以脉冲形式输入的有机碳汇，使鲸落成为一种独立于稳定背景海雪通量的重要碳源，极有可能在区域尺度上重塑海底的营养结构，并影响长期的底栖生产力和生物多样性。

迪亚曼蒂纳深渊处于硫氧化阶段的鲸落生态系统

 迪亚曼蒂纳深渊的喙鲸头骨化石

来源：中国科学院深海科学与工程研究所

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