封面故事
VOL:61期

深海亮晶晶

封面故事撰文/張容瑱 企編/許雅筑

想像你生活在一個陰暗又冰冷的地方,食物稀少而且壓力很大!這裡說的「壓力」是來自於四周的水—歡迎來到大海的「深海區」!

注意!這裡非常昏暗,因為陽光照射到海面後,隨著深度加深,穿透的光線也跟著遞減。水深200公尺以上的地方,有充足的陽光供藻類進行光合作用,稱為淺海區;水深200公尺以下是深海區。由於陽光中的藍光比較容易穿透海水,因此愈深的地方愈偏藍色,不過最後連藍光也無法穿透,大約到達水深1000公尺以下就會是漆黑一片,陷入完全的黑暗。

再跟著想像,看看和你一起生活在深海的動物,牠們長相超奇怪!為了在幽暗、低溫又高壓的艱困環境生存,無所不用其極。有些擁有巨大的眼睛,竭盡所能的蒐集光線;有些滿口都是細長而尖銳的牙齒,嘴巴還能張得很大;有些通體透明或半透明,在昏暗的海裡就像隱形了一樣,很難發現。
大多數的深海動物還有一項奇特的能力:會發光!因為深海裡伸手不見五指,沒有太陽光,動物就自己想辦法發光,來照明四周。牠們如何巧妙的利用光來增加自己的生存機會呢?讓我們一起潛入海的深處,了解那些神祕的光!

進入神祕深海

想一探深海的神祕,可不是那麼簡單的事。人類沒辦法在水裡呼吸,而且海水愈深處,水壓愈高,生活在陸地上的人類根本無法承受,因此需要借助各種裝備和儀器才能進入深海,去拍攝動物發光的樣式和顏色,或採集樣本來測量牠們的體型大小、研究發光的部位,以及是否有接收特定光線的構造。

這些可進入水裡進行調查的機器,稱為「水下載具」,可分成載人和無人載具兩大類。載人載具必須配置維生系統,讓戴具裡的壓力維持在人類可承受的範圍,並提供氧氣,科學家才能進入深海觀察。機器上還設置了攝影機,和採集樣本的儀器。

無人載具不載人,所以能探索比較深或危險的區域,還能長時間作業。主要有兩種,一種是「遙控式水下載具」,用纜線與船連接、提供電力,並由科學家在船上的控制室裡遙控。另一種無人載具則是自行攜帶電池,內部安裝導航程式,可自動在海裡航行,稱為「自主式水下載具」,是探勘海底地形、繪製海底地圖的利器。

到深海進行研究

為了在黑暗中看清楚,水下載具會使用光線照明,以往採用白光,再加上推進器轟轟的聲響,往往嚇跑深海動物。所以後來科學家設計了深海攝影系統「美杜莎」,使用大多數深海動物看不見的紅光照明,也沒有吵雜的推進器。而且攝影機的鏡頭前方還安裝了一具「電子水母」,可引誘動物入鏡。如此一來,科學家就能拍攝到動物在棲息環境中自然的行為。

有些水下載具配備了喇叭狀的採集器,而科學家也會使用「拖網」,也就是把網子固定在船尾,下放到海裡的不同深度,由船拖行一段時間,隨著船隻前進,海中生物會集中到網子末端的「網囊」裡,再把網子拉回船上,就能取得生物樣本了。

看見會發光的生物

黑黝黝的深海裡有一閃一閃亮晶晶的光芒,是生物在發光!驚訝嗎?其實發光生物大家應該不陌生,你想到什麼?沒錯,是螢火蟲!牠在漆黑的夜晚點著亮光,一下子這邊亮、一下子那邊亮……,這是因為牠的身體具有「發光器」,可進行化學反應產生光,這種現象稱為「生物發光」。

生物發光在陸地上並不多見,但在海洋裡卻非常普遍,水面下200~1000公尺深的範圍內,大約80%的動物都會發光,包括魚類、魷魚、水母、櫛水母等等,牠們的發光器經常位於眼睛、下顎或腹部,好像一顆顆的小燈泡。......

發光器亮晶晶

為什麼要發光

陸地上也亮晶晶

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2020年2月 ]