前所未有的海底發現
在印度洋東南部漆黑的深海中，一支由中國領銜的研究團隊發現了一處奇景，令全球海洋科學家驚嘆不已。研究人員使用可下潛至 11,000 公尺的載人潛水器「奮鬥者」號，繪製出一處廣闊的海底墓地，其中埋有數百頭鯨魚的遺骸，有些已在海床上沉睡超過 500 萬年。這項發表於《自然》期刊的發現，是地球上迄今有紀錄以來最深、最古老、規模最大的鯨魚墓地。
這次考察於 2023 年 2 月至 3 月進行，研究船「探索一號」探索了迪亞曼蒂納海域。這片偏遠的海底斷裂帶由海脊與海溝構成，位於澳洲以西約 1,600 公里處。研究人員首次下潛至多德雷赫特深淵時，在 7,002 公尺深處發現鯨魚化石。起初令人費解的觀察，很快發展成為期一個月的調查，期間又進行了 32 次下潛。團隊最終記錄了 485 處鯨魚化石遺址與仍有生物活動的鯨落，分布範圍沿海床延伸，距離驚人。
中國科學院深海科學與工程研究所副所長、研究首席作者彭曉彤表示，發現的規模令他們深感意外。研究人員原本要調查超深淵帶的生物多樣性、生態系、污染與地質作用；超深淵帶是海洋中深度介於 6,000 至 11,000 公尺的最深區域。然而，他們意外發現了一座規模前所未見的化石寶庫。
發現規模如此龐大的墓地完全出乎意料。分布範圍、深度和年代跨度都遠超我們的想像。
這項發現令整個科學界振奮，研究人員將其重要性與 1977 年首次發現海底熱泉等重大發現相提並論。數量驚人的遺骸，有望改變人們對深海生態，以及鯨豚類在地質時間尺度上的演化的認識。
綿延深淵的墓地
這處新發現的鯨魚墓地沿海床延伸約 1,200 公里，因此並非局部異常，而是一條綿延遼闊的古生物學超級走廊。遺址深度介於 4,200 至 7,002 公尺，遠遠超出從海面下 6,000 公尺起算的超深淵帶範圍。過去鯨落的紀錄大多位於水深不到 4,000 公尺處；在這項發現之前，已知最深的例子位於 4,204 公尺。迪亞曼蒂納海域的發現，將這類生態系已知的分布深度增加了 2,500 多公尺，成為海洋中已知最深的鯨落棲地之一。
研究人員辨識出 476 處鯨魚化石遺骸，以及 5 具近期死亡、已進入嚴重分解階段的鯨屍。根據調查資料進行系統性推估，團隊估計每平方公里可能有 7 至 8 具現代鯨屍，以及約 750 處化石。部分推算指出，更廣泛的區域可能散布著超過 1,000 萬具鯨魚屍體，約代表 670 萬公噸的封存碳，持續為深海生命提供養分。
史密森尼國家自然史博物館化石海洋哺乳類館長尼克・派森談到這處遺址驚人的規模。
綿延超過 1,200 公里，簡直令人難以置信。
南安普敦大學海洋探勘學教授強・科普利指出，每平方公里發現近 800 具鯨魚骨骼，確實令人意外。他解釋，鯨落通常是深海動物彼此孤立的棲地，但如此密集的分布顯示，當地地形與海洋環境可能有其特殊之處。卡爾弗特海洋博物館的史蒂芬・J・戈弗雷形容這處墓地是極為獨特的發現，並寫道，這項研究讓他想起一部史詩電影系列首集的預告片。
深海中的死後生命
鯨魚死亡並沉入海床後，牠的屍體便展開海洋生物學中最引人注目的生態現象之一。這種現象稱為鯨落，鯨屍會在食物匱乏的環境中成為生命綠洲。研究人員在迪亞曼蒂納海域發現 5 處仍有生物活動的鯨落，當中生物完全仰賴這些腐爛的遺骸維生。這些活躍遺址都處於硫化物營養階段：細菌分解骨骼內的脂質，釋出硫化合物，供養適應此環境的無脊椎動物群落。
研究團隊觀察到骨骼上覆蓋著濃密、泛白的微生物墊，還有鑽骨蠕蟲（Osedax）、蛇尾、水母、雙殼貝類、甲殼類動物與刺絲胞動物。這些生物中有許多可能是科學界尚未發現的物種。部分生物的密度高達每平方公尺 2,800 隻，在原本黑暗寒冷的海床上形成生機盎然的生態系。中國科學院深海地質學家周鵬談到親眼見證這些群落的感受。
我們看到生機蓬勃的生態系，讓人以截然不同的角度看待這片原本黑暗寒冷的海床。
鯨落會經歷四個已知階段。首先，盲鰻和睡鯊等大型食腐動物會在數個月內吃掉軟組織。第二，在營養富集階段，較小型的生物會在骨骼及周圍沉積物上定居，這個階段可能持續數年。第三，細菌開始分解骨骼中的脂肪，進入硫化物營養階段，產生可供養貽貝、蠕蟲及其他化能合成生物的化學物質，持續數十年。最後，當有機物耗盡，裸露的骨骼便成為海綿和海葵等濾食生物的礁體結構。
比薩大學古生物學家、研究共同作者喬瓦尼・比安努奇強調，這些極端環境群落在生物學上的重要性。
這項發現顯示，這些極端且未經探索的環境中，棲息著科學界尚未認識的物種與生態系；因此，我們距離真正了解地球的生物多樣性仍很遙遠。
改寫演化史的化石
研究人員使用「奮鬥者」號潛水器的機械手臂，採集了 43 件化石標本，並辨識出五種喙鯨和一種鬚鯨的遺骸。化石年代約介於 12 萬年至 526 萬年前。骨骼中的鍶同位素定年結果證實，至少自早上新世以來，這個區域便有鯨落。這條時間脈絡為追溯數百萬年間的鯨豚類歷史提供了連續窗口。
年代最久遠的化石屬於已滅絕的喙鯨，歸入 Pterocetus 屬，年代約為 530 萬年前。另一項重要發現是一個全新物種，研究人員為紀念發現地，正式將其命名為Pterocetus diamantinae。喬瓦尼・比安努奇指出，頭骨碎片在解剖結構上與已知物種有足夠差異，因此足以支持將其歸為新物種。這項發現增進了我們對喙鯨演化史的認識，也有助釐清這群高度特化的鯨類如何在數百萬年間演化。
除了已滅絕物種，化石紀錄也包含現生喙鯨的遺骸，例如安氏中喙鯨與印太喙鯨，顯示某些支系已在這些深水區棲息數百萬年。在一批以喙鯨為主的化石中，研究人員也找到一件鬚鯨化石，確認屬於塞鯨。
發現的最大具活躍鯨屍是一頭長 5 公尺的小鬚鯨，位於 5,610 公尺深處。這項發現格外引人注意，因為小鬚鯨是濾食性鯨類，通常在較淺的水域覓食；喙鯨則是深潛獵食者。遺骸中同時出現淺潛與深潛物種，形成一個科學家仍在努力解答的謎題。未參與這項研究的夏威夷大學鯨落專家克雷格・史密斯表示，有紀錄以來如此大量的鯨落化石確實令人驚嘆，對於了解地質時間尺度上的鯨類演化與分布也至關重要。
為何這麼多鯨魚聚集於此？
迪亞曼蒂納海域驚人的鯨魚遺骸集中程度，引出一個耐人尋味的問題：這座墓地是如何形成的？研究人員認為，地理、海洋環境與生物因素共同造就了理想條件，使鯨屍得以在數百萬年間累積。迪亞曼蒂納斷裂帶本身形成於 6,000 萬至 5,000 萬年前，當時澳洲與南極洲分離，形成由海脊與海溝交織的複雜地形，日後影響了洋流與遷徙路徑。
這片海域呈 V 字形的地形似乎像天然漏斗，將沉入水柱的鯨屍導向海溝底部。這種地質特徵可能使鯨屍不致漂離，而是在特定區域聚集，得以掩埋保存。不過，僅靠地形仍不足以解釋遺骸數量為何如此驚人。
這片區域可能同時是遷徙廊道與重要覓食棲地。小鬚鯨等濾食性鯨類可能在季節性遷徙期間經過此地，深潛喙鯨則在周邊海域獵食魷魚。有研究人員推測，喙鯨在這個區域潛至極深處時可能逼近生理極限，增加因精疲力竭或減壓症而死亡的風險。中國科學院海洋生物多樣性研究人員宋希坤解釋，深潛超過 3,000 公尺的喙鯨可能承受致命的生理壓力。
強・科普利認為，這座鯨魚墓地很可能是因為此地位於濾食性鯨類的遷徙路線上，同時也是喙鯨的獵場。這些獵食者在斷裂帶中追捕獵物時，可能逼近生理極限，偶爾無法返回水面。規律的鯨類活動，加上危險的獵食環境，可能在地質時間尺度上形成大規模累積的理想條件。
保存 500 萬年的秘密
在海床發現骨骼並不罕見，但要找到保存完整、年代超過 500 萬年的化石，則需要非比尋常的條件。迪亞曼蒂納海域具備少見的多項條件，讓這些遺骸免於一般的腐朽與破壞。最重要的因素是喙鯨特殊的身體構造。牠們的吻部極為緻密，富含礦物質，不易受侵蝕。彭曉彤將這種骨骼密度比作盔甲，指出其緻密結構讓骨骼較不容易被鑽骨生物取食，也更能承受極端壓力。
迪亞曼蒂納海域的環境條件也扮演關鍵角色。過去 500 萬年間，當地沉積速率極低，每千年僅累積 0.05 至 0.55 毫米的物質。緩慢的掩埋過程，意味著化石不會迅速被沉積物覆蓋，因而避免受到擠壓或遮蔽。相反地，化石長時間暴露於海床，得以形成保護性的鐵錳氧化物外層，封住骨骼、隔絕周遭環境，宛如天然石棺。
深海環境本身也有助於保存化石。低溫與穩定的化學條件，能減少物理與化學風化。由於沒有淺水區常見的溫度與化學變化，骨骼受到的侵蝕極少。因此，這些化石超過 500 萬年來未遭啃食或溶解，形成一份連續的鯨魚生死紀錄，年代可追溯至上新世。
這項發現對科學與保育的意義
迪亞曼蒂納鯨魚墓地不僅是古生物學寶庫，也對科學家理解深海生物多樣性與演化具有深遠意義。研究作者指出，這項發現改變了人們對鯨落生態系分布極限與生物地理的理解。研究證實，這些群落能在超過 6,700 公尺深處繁盛，拓展了已知化能合成生命的環境範圍，也顯示全球深海可能廣泛存在類似的隱藏檔案。
鯨落似乎是演化熱點，也是依賴硫化物的動物群在生物地理上的跳島據點，可能連結原本彼此孤立的遠距深海群落。研究人員在此觀察到的部分動物也棲息於海底熱泉與冷泉，顯示鯨魚屍體可能有助於跨越遼闊距離，連結這些迥異的生態系。估計數百萬具鯨屍中所封存的碳約達 670 萬公噸，突顯鯨落在深海碳循環中的作用。
這項發現也引發重要的保育議題。宋希坤指出，即使位於極深處，海溝仍面臨日益加劇的污染與人類活動威脅。他主張，應考慮在海溝生態系設立海洋保護區，以保存地球最後的邊疆及其獨特的演化遺產。彭教授則表示，喙鯨重要棲地中可能也存在類似的鯨魚墓地，未來的考察或許能找到其他同樣重要的遺址。
迪亞曼蒂納海域已躋身近數十年來最重要的海洋發現之列。當地可能還有許多新物種等待描述，沉積物下也可能藏有更多化石。研究人員預期，持續探索這座海底檔案庫，將為古代氣候、洋流變遷，以及海洋哺乳類漫長演化歷程帶來新見解。
重點摘要
- 中國研究人員在印度洋的迪亞曼蒂納海域發現一處大型鯨魚墓地，綿延 1,200 公里，深度達 7,002 公尺。
- 遺址包含 485 處鯨魚化石遺址與活躍鯨落，遺骸年代至少可追溯至 530 萬年前的早上新世。
- 五處活躍鯨落孕育多樣的深海群落，包括食骨蠕蟲、蛇尾與軟體動物，其中許多可能是新物種。
- 研究人員辨識出一種已滅絕的新喙鯨物種 Pterocetus diamantinae，以及已滅絕與現生鯨類支系的化石。
- 遺骸集中可能是因為 V 字形地形將鯨屍導向此處，加上當地兼具遷徙廊道與深海覓食棲地的功能。
- 化石得以保存，歸因於鯨魚骨骼極為緻密、沉積速率極低、表面覆有鐵錳氧化物，以及深海環境穩定。
- 這項發現將已知鯨落生態系的分布深度增加了 2,500 多公尺，並證實深海海床是追溯鯨豚類演化的重要檔案庫。
