海洋暮光区神秘的“假底部”

地球海洋的深度，在很大程度上，仍然像外层空间一样神秘。寒冷、黑暗且充满敌意，不到十分之一的广阔区域已经被技术探索过，而由人类自身探索的比例则更小。

因此，我们对海洋的了解，很大程度上是推断出来的。例如，在21世纪之前，我们没有巨型乌贼的照片证据，甚至连完整的残骸都没有。但自古以来，水手们就通过巨型乌贼触手在鲸鱼侧翼留下的痕迹，推测它们的存在。

深散射层的故事是另一个推断的例子：一个异常的观测——在这种情况下，是一个声纳故障——永远地改变了我们对海洋生态学的看法。

探测深度

声纳的工作原理与蝙蝠的自然回声定位相似。一个水下声波发射器会发出规律的声脉冲，即“声纳脉冲”，而接收器则会探测反射回来的声波。这些回声的振幅和返回时间表明了附近物体的尺寸和相对距离。

当声纳在1942年左右成为美国海军舰艇的标准设备时，操作员们被一种他们称之为“幽灵底部”的意外声学信号所困惑。它似乎是一个位于船只下方约300至500米处的实心平面，位于我们现在称为中层带或“暮光区”的地方。这相当深——超过了大多数现代潜艇的航行深度——但远未达到实际的海底，水手们早已通过铅坠和测深绳知道，在某些地方海底深度至少有4000米。

著名作家兼海洋生物学家蕾切尔·卡森在她畅销书《环绕我的海洋》中写到了这一现象。在书中发行后的一个讲座中，她说：“人们最初误以为[这些读数]是鱼群或沉没的岛屿，并在不存在的海底上报告了淹没的陆地。”

然而，这个假海底是一个全球性的现象。各海洋的声纳操作员都报告了类似的发现——在本应是海底的地方，指示着一个广阔的、向四周延伸数英里的实体。更奇怪的是，它还会移动。在白天，幽灵底部的读数保持稳定。但当夜幕降临时，海底开始上升，反射信号在夜间分散，然后在黎明临近时下降。

潜行，深潜

第二次世界大战期间，美国海军依靠声纳预警来保护水手和潜艇免受攻击。因此，解开幽灵底部的奥秘成为国家安全问题。提出了多种解释，包括设备故障或某种敌方声纳干扰装置，但都未能通过调查证实。

1945年，斯克里普斯海洋学研究所的马丁·约翰逊提出了一个解决方案。他认为，他称之为“深散射层”的物质是由生物组成的——数万亿的虾、水母和硬骨鱼，它们每晚都会上升到温暖的表层水域觅食，然后再返回到它们更深的栖息地。约翰逊的实地考察，尽管仅限于在一个地点进行的为期两天的昼夜采样，却颠覆了传统的观念。

海洋生态学家将海洋描述为一系列的层或带，每一层都比上一层更深，并拥有自己独特的生态系统。海水随着潮汐和洋流循环，但每个带的动植物生命都适应了独特的盐度、温度和压力。深散射层位于中层带，正如卡森所指出的，“我们一直认为这些中层水域是贫瘠的、几乎没有生命的海洋撒哈拉……。在那里没有阳光，就没有植物能生存。因此，我们认为食物会稀缺到不足以支撑那里非常丰富的动物种群。”

然而，在约翰逊的模型中，中层带却充满了生命——足以构成一个覆盖整个海洋、反射声波的“活的超级大陆”。因此，我们对海洋生物量的全部理解发生了转变，全球海洋生物量的估计值增加了十倍。

穿透暮光区

自约翰逊最初的假设以来的几十年里，新技术使中层带对科学家来说略微更容易接触。样本表明，各种灯笼鱼，长度从两英寸到十英寸不等，占深散射层的大部分（占全球鱼类总生物量的65%）。灯笼鱼的全球总量估计在五到一千万公吨之间，它们被认为是地球上最常见、分布最广的海洋动物——可能是所有脊椎动物——的种类。

但仍有许多谜团有待解决。2013年，海洋科学家凯莉·贝诺伊特-伯德将机器人摄像头送入该层的深处。“我们的视角有限，是从水面向下看的，”她说。新的视角揭示了之前未曾想到的聚集模式：中层带的动物并非随机混合，而是似乎按物种紧密地聚集。科学家们此前认为，这种聚集只发生在阳光充足的浅水区，在那里可以吓退海豚等视觉捕食者。

“这项研究表明，声散射层不仅仅是偶然的聚集；它们是个体动物和动物群体有意聚集的结果，”贝诺伊特-伯德说。这些聚集背后的原因仍然是暮光区的又一个谜团，其答案最终可能会被带出深海，带入光明。