海底雪花是指深海中像雪花一样不断沉降的有机物碎屑。
海底雪花,是指深海中像雪花一样不断沉降的有机物碎屑。当海表面附近的植物和动物死亡并腐烂时,它们会落到海底,就像树叶和腐烂物落到森林地面一样。因为它看起来有点像白色的绒毛团,所以被称为 “海底雪花”,持续不断的海底雪花为许多深海生物提供了食物。
海底的组成包括:已死或将死的动植物(浮游生物)、原生生物(如硅藻)、细菌、排泄物颗粒、泥沙和尘土等。“雪花”(多成团或丝状)通过含有多糖的黏性物质粘在一起,形成的大的聚集体。随着时间推移,这些聚集体直径可长到几厘米,需要几周时间才能飘到海底。
然而,海底雪花中大多数的有机物不能到达海底,而是在前1000米的飘浮过程中,被微生物、浮游动物和其它滤食性动物消费掉。因此,海底雪花可以视为深海和底栖生态系统的基础,因为阳光不能到达这里,深海生物重度依赖它作为能量来源。
最早看到“海雪”的是美国的一位生物学家,他发现“海雪”是由浮游生物组成的絮状物,便称之为“浮游生物雪”。深海潜水器的发明,使人们能够潜入深海进行观察,大大地开阔了眼界,“海雪”也因此被人们所发现。
海洋表面波涛汹涌,而深邃的海底除了漆黑一片,是否也会呈现其他景观呢?其实,深海之下也有另外一番景致,那就是一年四季不停飘落的“海雪”。
美国的一位海洋生物学家在乘深潜器在大洋深处考察时,发现探照灯所照之处的海水中,映射出雪花纷飞的景象。后来越来越多的海洋生物学家在深海考察时,也见到了类似的“雪景”。
事实上,形成“海雪”的物质并非冰晶物,而是大海中的悬浮物。科学家发现,“海雪”不仅是浮游生物,海水中大量生物死亡分解后的碎屑、海洋生物的排泄物、大陆水流带来的颗粒等都可以作为合成“海雪”的原料。
那么,这些颗粒为什么看起来像雪花一样“纷纷扬扬”呢?
原来,海水中有一种光合细胞,在代谢过程中会生成一种像蜘蛛丝一样具有很高黏度的营养物质——黏多糖。这些颗粒在海水中相互碰撞结合,并形成大型絮状悬浮物。当它们结合到足够大时,就会慢慢下沉,如同片片雪花飘落。
此外,又由于光的折射作用,水中的物体看起来比实际的要大,所以悬浮物质看起来像雪花一样。加上悬浮物与海水比重差不多,能在海水中随流飘荡,所以展现在人们眼前的仿佛是雪花飞舞。
本文由北京市第六十五中学高级教师李艳芝进行科学性把关。
让我们想象乘坐潜水艇潜入海底的过程。随着深度的增加,光亮开始减弱,渐渐变成一个深蓝色的世界,最后四周一片漆黑。
坐在艇内向窗外望去,偶尔会有亮点一闪而过——是发光生物们。
打开探照灯,窗外竟然漂着雪花一样的物质。当潜水艇下降时雪花自下而上运动,当潜水艇上升时雪花自上而下运动,如下雪一样。这就是“海雪”。
雪花各式各样,大多如鹅毛大雪,一块块凝结在一起,似乎一触即化。这些物质有的是浮游生物的尸骸被鱼类吞食后排出的粪便,这些物质再被分解,就变得面目全非;有的是陆地上随流而来的矿物颗粒球。
海雪给深海带来季节变化
这种海雪漂荡在海水中,承担着将海水表层生产的物质搬运到深海的重要任务。同时它也影响着海洋微量元素的分布。
浮游生物的残骸在中、深层海被氧化分解,按照莱德菲尔比产生氮、磷、碳等元素。因此中、深层的海水的营养素比表层丰富。
不仅是海水中的营养素受海雪的影响,其他多种微量重金属也受海雪的影响而变化。
海雪中除了有机物,大部分是硅藻等的硅酸盐外壳或者圆石藻和有孔虫的碳酸盐外壳。这两种成分的比例随海域和深度的不同而不同。而那些同生物无关的物质主要是来自陆地的土壤粒子和海水中的沉淀物。
那些同生物生长密切相关的颗粒的沉降量随表层海面中生物生产力的高低不同而差异明显。海雪的化学成分也随海域和季节的不同而变化。
北太平洋和南极海的海雪中硅藻偏多,而北大西洋的海雪中石灰质的圆石藻偏多。有机物的比例一般随深度的增加而减小,有的在中途就发生分解。
尽管如此,到达海底的海雪中仍然含有许多新鲜的有机物,是深海生物高营养的食物。另外,海雪的沉降量随表层生物的生产季节而变化,从而也使得海底生物可以感觉到季节的变化。