北京
深海离我们很远，但一次采矿试验就能让海底的微生物群落迅速"乱了套"。这不是猜测，而是一项新研究给出的观察结果。
先看几个数字：采矿试验发生在南海海平面以下约1300米；采样点分布在海底上方0米、30米、50米三个高度；而受影响的，是维持海底营养循环的那群微生物。深海看起来遥不可及，却和我们的世界紧密相连——在南海，富含营养的海水从深处涌升，支撑着沿海渔业，每年关系到约370万人的生计。
采矿公司盯上深海，看中的是多金属结核、富钴岩石等矿产。中国科学院科学家的这篇新论文，发表在《Total Environment Microbiology》期刊上，给出的正是深海采矿如何快速扰动海底微生物的"预览"。
把这次试验的过程拆开看，事情是这样的：
- 2020年，南海一次采矿试验中采集了富钴岩石样本，深度约1300米。
- 按照深海采矿的典型做法，岩石先被粉碎成小块，再被运送到海面。
- 采矿过程中，大量沉积物和其他颗粒物被搅起。作者指出，这一过程对原位微生物生态系统产生了若干直接和间接影响。
- 与此同时，载人潜水器在采矿前和采矿过程中采集了水样，位置就在取岩处海底上方0米、30米、50米。
结果是什么？团队报告说，采矿过程对海底上方50米范围内的无机营养盐分布产生了显著影响，改变了近底水层的营养盐可用性，尤其是氮和硅酸盐。
研究人员还从岩石表层、底层以及水样中提取DNA，重点寻找参与营养循环的基因，想看看微生物如何应对这场营养扰动。他们的解释是，这些微生物参与营养循环和能量流动，调节并维持着海洋生态系统的动态平衡。
DNA结果指向一个结论：深海采矿可能显著扰乱微生物执行的化学过程。具体来说——
- 采矿期间采集的水样中，参与把氮转化为生物可用形态的基因丰度，相比此前采集的样本显著下降；这一效应在离海底最近的样本中最强。
- 与此同时，参与反硝化（微生物把氮化合物转化为气态氮）的基因在采矿期间显著增加，海底和岩石表面都是如此。
- 参与异化硫酸盐还原的基因在采矿期间也有所增加，这同样是一种厌氧过程。
这些结果合在一起，说明采矿立即扰乱了海底微生物生态系统内的营养循环。作者给出的推测是：固氮和亚硝酸盐还原通路的受抑制，可能归因于采矿作业造成的浊度和沉降增加；反过来，水中反硝化基因的增加，反映的可能是更缺氧的条件——海底扰动带来的有机物增加和氧水平下降或许起了作用。
研究人员还提到，沉积物羽流会降低光的穿透。不过阳光本来就到不了这项研究考察的深度。
有一个限制必须说清楚：论文没有说明"采矿前"样本和"采矿中"样本之间隔了多久，所以这些变化究竟有多快，并不明确，这是该论文的一大局限。研究者把观察到的效应称为"短期"效应，这是相对于以往关于深海采矿潜在长期影响的研究而言。
大规模商业深海采矿尚未开始，但国际海底管理局已授予31份勘探合同，其中5份由中国持有。在美国，国家海洋和大气管理局正在推进一项审查程序，以允许The Metals Company在克拉里昂-克利珀顿区启动深海矿产资源勘探，公众意见征询开放至10月19日。
与此同时，生物学家和经济学家在质疑这些风险是否值得。Koinon Consulting最近一项独立经济分析发现，即便不考虑环境影响，该行业也可能让投资者损失数十亿美元。该咨询公司董事Johnny West在接受《Oceanographic》采访时说："深海采矿作为一项有吸引力的投资站不住脚。考虑到技术、运营、环境、价格、需求和社会风险，回报太低了。"
论文作者警告说，人为扰动对深海生态系统的有害影响，即便在很短的时间尺度内也会显现，这恰恰凸显了研究深海采矿后果的紧迫性。
换句话说，海底那群看不见的微生物，对一次搅动的反应比想象中快得多。至于这种反应会持续多久、会不会累积，科学界目前还没有定论——而这正是接下来最该盯住的问题。
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