著名学术期刊英国《自然》杂志网站8日发布2025年度十大科学人物榜单，中国人工智能企业深度求索创始人梁文锋和中国科学院深海科学家杜梦然入选。该榜单主要用于表彰过去一年中重要的科学趋势或发现。
梁文锋因DeepSeek已经被大家熟知，另一位中国科学家杜梦然稍显陌生。据报道，中国科学院深海科学与工程研究所研究员杜梦然被《自然》称为“深潜者”，榜单强调她在海平面9000米以下发现了地球上最深的动物生态系统，在海洋最底层“见证科学界前所未有的景象”。
究竟，在冰冷、高压的海下万米，是怎样的一番景象？又存在着怎样的生命群落？
本文综合自新华社客户端、中国科学报、科普中国、中央广播电视总台中国之声。
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国产利器探深渊
深渊，是指海洋中6000米至11000米深度的极端环境，通常形成于地球板块俯冲带。这里压力巨大，每平方厘米承受超过1000公斤的重量，温度接近冰点，永恒的黑暗笼罩着一切。长期以来，科学家推测这些极端深度中可能存在化能合成生态系统，但受限于深海探测技术，实际发现的案例寥寥无几。
据介绍，化能合成生物群落是指“化学能驱动的生物群落”。植物依靠光合作用合成有机物是一种自养方式，而深海里的化能生命则开启了另一条自养路径，利用海底流体中的化学物质进行化学反应获取能量，将二氧化碳等无机物转化为有机物，从而维持自身的生命活动，并支持整个生态群落的运转。
这类独特的化能合成生物群落，通常与海底热液、冷泉等流体活动紧密相关。
【注：热液是一种水在高温环境下夹杂着复杂化学成分形成的地质现象。在海底深渊当中，由于压力过大，海水侵入地壳深处被地核温度加热。海水会被加热到400℃高温，由此产生复杂剧烈的热液运动。
深海冷泉指海底一种特殊的地质环境。在那里，富含甲烷、硫化氢等还原性物质的流体从海底地层中渗出，但不像热液喷口那样高温，因此称为“冷泉”。】
20世纪70年代，科学家在东太平洋加拉帕戈斯洋脊的海底热液生态系统中发现此类生命系统后，在地球和生命科学领域掀起研究热潮，因为它颠覆了人类对生命存在形式的认知。然而，科学家发现的化能合成生物群落大多是零散分布的，且主要分布在洋中脊、大陆坡和弧后盆地等区域。
对此，中国科学院深海科学与工程研究所的研究团队开启了一项雄心勃勃的深渊探索计划。他们使用我国自主研发的“奋斗者”号全海深载人潜水器，对千岛-堪察加海沟和阿留申海沟进行了系统探查。这艘配备了先进的观测设备和采样工具的潜水器，能够下潜到海洋最深处，使科学家具备了前所未有的深渊探索能力。
这一次，他们有了颠覆性发现。
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深渊生命奇观
在西北太平洋的千岛-堪察加海沟和阿留申海沟深处——距离海面9533米的深渊中，研究人员发现了有记录以来最深的化能合成生态系统。今年7月，相关研究成果在《自然》杂志发表。
研究团队在深渊极限深度中发现的大规模化能合成群落，几乎覆盖了整个北太平洋的深海俯冲带，在海沟中绵延超过2500公里。这些群落以深海管状蠕虫和蛤类等双壳类软体动物为主，由沿着沉积层断层不断渗出的，富含硫化氢、甲烷的流体支撑。
研究人员通过“奋斗者”号发现的深渊管虫和贝类。来源：中国科学报
杜梦然将其形容为深海中的“化学厨房”，“化能合成微生物利用这些化学物质进行氧化还原反应，释放出的能量支撑起整个生态系统。”
管状蠕虫体内共生着大量的化能合成细菌。这些细菌能够氧化硫化氢，将化学能转化为有机物质，为宿主提供营养。这种共生关系如此紧密，以至于成年的管状蠕虫甚至没有消化道——它们完全依赖体内的共生细菌获取营养。
通过同位素分析，研究人员发现这些甲烷并非来自地球深部的地质过程，而是由沉积层中的微生物活动产生的。这些微生物将沉积有机质分解产生的二氧化碳还原成甲烷，这个过程被称为“生物成因甲烷生成”。
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“意外之喜”
杜梦然曾在接受采访时表示，“这次发现始于一次计划外的潜次，有点‘意外之喜’。”
2024年八九月，“探索一号”科考船载着“奋斗者”号深潜器，在西北太平洋执行航次任务。一次，当“奋斗者”号在堪察加海沟最深点的潜次任务接近结束时，杜梦然和下潜的队员决定“绕个路”，到上覆板块的坡上做不同地貌单元生物群落的对比。
出乎意料的是，他们看到了“像草一样密集生长”的管虫。当时，他们的第一反应是怀疑：管虫是冷泉环境的产物，而传统冷泉多在大陆架边缘发育，深渊怎么会有？更奇怪的是，他们没有在这里观察到在其他冷泉区常见的气泡喷逸。
后来，结合热力学分析，他们才确认这是一种全新的“静默冷泉”，不同于大陆边缘海域会“冒气泡”的冷泉。由于极高静水压力的原因，深渊冷泉甲烷要么以固态天然气水合物形式存在于沉积物中，要么以液态或溶解态形式存在于沉积物间隙水或海水中，在潜水器内用肉眼是观察不到喧闹、跳跃的气泡的，从而构成了别具一格的“静默冷泉”。
在深渊找到活动的流体和化能生命，是深渊科学家追寻的一个梦想。那次“意外”让科考人员意识到发现的重要性。他们紧急调整后续20多次潜次计划，聚焦于冷泉与化能生命群落规模的调查。
当时，北半球仍处于夏季，但高纬度地区气温、水温低，作业海域大雾频发，能见度极低，船长操船时甚至看不见船尾，潜器投放和回收难度极大。尽管如此，运维和下潜团队仍旧密切配合，通过一次次下潜完成拼图，确定化能合成群落在海沟中分布范围超过2500公里。
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刷新深渊碳循环认知
国际科学界认为，这项研究不仅颠覆了过往人们关于极端深度生命潜力的传统认知，也颠覆了人们对深海碳循环的认知。
据杜梦然介绍，“分析显示，深渊冷泉甲烷的碳和氢同位素值非常负——指示甲烷是微生物成因，是在微生物作用下由二氧化碳和氢气合成的”，同时深渊中的甲烷储层可能封存了大量有机碳，并以天然气水合物的形式存在，形成了“隐藏的巨大碳库”，这同时挑战了深渊生态系统主要依赖表层海洋沉降的颗粒有机质和腐肉供能的传统观点。
研究团队还在深渊沉积物中发现了大量冰晶石，这种自生碳酸盐的形成可能是深渊无机碳埋藏的重要途径之一。该发现拓展了对深海无机碳储存机制的认识，为深渊海沟碳汇研究提供了新方向。
研究者表示，这些发现还暗示，化能合成生态系统在海沟中的分布可能比此前认为的广泛得多。他们就此提出，在全球构造活跃、富含有机质的海沟中可能存在着一条规模巨大的化能生命走廊。“根据地质环境相似性推测，在全球多条深渊海沟中都可能存在类似的化能生命群落。”
这项研究是由深海所牵头、联合10余国的科研机构共同发起的“全球深渊探索计划”（GHEP）的一部分。杜梦然表示，“这项发现只是GHEP国际合作的开始。它更重要的意义在于提出了亟待回答的新问题——化能生命走廊是否存在？在超高压、低温的深渊环境中，化能生命的共生微生物与宿主如何相互作用？是否存在新的代谢途径？深渊甲烷储库的规模究竟有多大？深渊碳循环在全球碳循环中的作用如何？这些都值得深入研究。”
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与海结缘，走向深蓝
2004年，杜梦然从安徽亳州考入中国海洋大学，选择了自己钟爱的海洋化学专业，自此开启了与深海的不解之缘。“小时候父母带我去北戴河玩，那时候才四五岁，第一次见到大海特别开心，想一直待在海边。我从小很喜欢动手，就选择到中国海大来读海洋化学。”
杜梦然 来源：中央广电总台中国之声
如果说主动追求自己心仪的大学和专业只是实现走向深蓝梦想的第一步，那么2014年博士毕业后与中国科学院深海科学与工程研究所一见倾心，让杜梦然一步跨入我国大深度海洋研究的圣殿。彼时的深海所尚处于筹建期，虽然各项实验条件还不成熟，但在杜梦然和同事们看来，我国走向深蓝的步伐将由此开启“加速度”。
“我们那时候是租了一个技工学校的两层办公楼，在实验室里用稍微功率大一点的设备，还会时不时地跳闸；没有科考船，我们去租借小渔船，在近岸的一些浅的冷泉渗漏点出海做实验。”杜梦然回忆说，“后来深海所逐渐完善，人员越来越多，我们搬到正式的办公楼、实验楼，拥有了6500吨的科考船探索一号、探索二号，也是两台载人潜水器‘深海勇士’号和‘奋斗者’号的业主运维单位。条件越来越好，给我们带来很多之前都不敢想象的科考工作。”
除了持续关注科学研究和工程技术研发，杜梦然还积极向大众科普相关知识。她希望能让更多人认识深海，也让更多的孩子们因为“想要看到”，而选择深海科学。“小朋友能提出很多跟成人的思维方式不一样的问题，也是对我科研工作一个新的启发。我很想能够让下一代早早地接触科学、认识深海，选择深海科学这项事业。”
西南印度洋热液科考航次，杜梦然在船上实验室进行热液流体分析。来源：中央广电总台中国之声
杜梦然在接受媒体采访时曾说，她很喜欢的一个词就是“潜渊”——潜入深渊。杜梦然相信，随着我国在深海研究领域的一系列重大突破，我们终究会揭开它神秘的面纱。
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