深海採礦試驗44年後，太平洋海底的食物仍未恢復

四十多年前，一台採礦機在太平洋海底犁出的車轍，如今所含的食物仍少於周圍海床。溝槽內的沉積物有機物較少、品質也較差，與幾公尺外未受擾動的海床相比明顯不如；而在食物最貧乏的地方，棲息的動物也最少。

這件事之所以重要，是因為同一片海域，也就是位於夏威夷與墨西哥之間的克拉里昂－克利珀頓區（Clarion-Clipperton Zone），正是採礦公司打算以工業規模開採富含金屬結核的地方。科學家對深淵如何復原的認識，大多來自短期實驗。這一次的實驗則是無意間持續了四十四年，而海底每一種動物所依賴的食物供應，至今仍未回復。

這項研究由利物浦大學海洋生物學家瑞秋·傑弗里斯（Rachel Jeffreys）領銜，發表於期刊《Elementa: Science of the Anthropocene》，檢視的是海洋礦產公司（Ocean Minerals Company，簡稱OMCO）一次試驗性採礦作業的場址。傑弗里斯說：「值得注意的是，採礦試驗結束44年後，我們仍能偵測到它的影響。」

在深三千至六千公尺的深淵平原，食物是以緩慢飄落的顆粒形式抵達：從陽光照射的表層下沉的死浮游生物、糞粒，以及數公里上方一切生物活動的碎屑。論文稱這種顆粒有機物是海床動物的主要食物來源，也是決定當地有多少物種棲息的關鍵因素。

間諜船上的採礦機

那次試驗發生在1979年。休斯·格洛馬探險者號（Hughes Glomar Explorer）原本是為美國中央情報局（CIA）秘密打撈一艘沉沒蘇聯潛艦而建造的船隻，它把一台自走式收集器透過由18公尺長鋼管節組成的立管下放到海床。這台機器寬9公尺、長14公尺、高4.5公尺，重約100公噸，以阿基米德螺旋在約4,700公尺深的海底泥地上行進。

它的任務是剷起多金屬結核，也就是在海床上歷經數百萬年長成、大小如馬鈴薯的礦物團塊。這些結核含有用於充電電池、觸控螢幕與其他電子產品的金屬，正因如此，遍布結核的克拉里昂－克利珀頓區才引來如此龐大的商業興趣。

收集器離去時，留下兩道深陷的推進溝槽，以及夾在兩者之間被刮除一空的一條海床。2025年發表於《Nature》的同址研究發現，這些深0.2至0.8公尺、寬1至3公尺的溝槽，外觀與試驗後隨即拍攝的照片幾乎一模一樣。

研究怎麼做的

野外工作屬於SMARTEX（Seabed Mining and Resilience To EXperimental Impact，海床採礦與實驗性衝擊的韌性）計畫，這是英國資助的項目，由英國國家海洋學中心的丹尼爾·瓊斯（Daniel Jones）與倫敦自然史博物館的阿德里安·格洛弗（Adrian Glover）主持。2023年，團隊在研究船RRS James Cook號上待了一個月，在舊試驗場上方以遙控載具調查車轍，並在約4,800公尺深處採集沉積物樣本。

他們在三種地面採樣：收集器車轍本身、車轍旁讓機器揚起的沉積物重新沉降下來的羽流區，以及從未受觸及的對照場址。在配套的《Nature》研究中，羽流樣本取自距車轍約10公尺處，對照區則在約2公里外。

針對每一根岩芯，團隊測量沉積物含有多少食物、品質如何。總有機碳與氮代表數量。穩定碳、氮同位素，也就是物質來源與分解程度的化學指紋，說明品質。脂質生物標記亦然，也就是沉積物中的脂肪，包括深海動物生長與繁殖所需的omega-3脂肪酸。研究人員同時測量沉積物粒徑，並把上述一切與同一片地面的靜態照片及影片影像中的動物計數相互比對。

單是清點動物，只能顯示少了某些東西；測量食物，則能指出可能的原因。

車轍裡少了什麼

在收集器車轍內部，有機物的數量與品質都低於周圍區域，且樣本與樣本之間的落差更大、分布更不均。車轍內的粒徑也與外部不同，而有機物的分布模式正隨著這些差異變化。機器改變了沉積物本身，而被改變的沉積物端出的是一份更差的伙食。

動物跟著食物走。有孔蟲（帶殼的單細胞生物）、異生蟲（可長得比硬幣還大的巨型單細胞生物）以及大型動物（大到能在照片中看見的動物）的密度，在對照場址與有機物品質最高的羽流區都較高。羽流區只是被重新沉降的沉積物薄薄覆上一層，看起來與未受擾動的海床相去不遠。破壞集中在收集器真正行經之處。

傑弗里斯說：「有機物數量與品質的變化，可能影響海床生物可取得的食物，進而左右生態系從擾動中復原的方式。」

為何四十四年在海底並不算長

深淵運行的是另一套時鐘。根據針對該場址的《Nature》研究，克拉里昂－克利珀頓區的自然沉積作用每千年只增添1.5至11毫米的新物質。即使以最快的速率計算，四十四年也只沉積約半毫米，遠遠不足以掩埋一道傷痕，或補回採礦機擾動掉的那一層。

由瓊斯領銜的2025年《Nature》論文，確實在車轍中記錄到一些復原跡象。棲居沉積物的蠕蟲、甲殼類與軟體動物回來了，密度略低但大致相近；可移動的海參聚集在溝槽裡；直徑超過50毫米的新生異生蟲已在當地落腳，密度最高約每平方公尺八個。但固定附著生活的動物，例如海綿，在受擾動的地面上仍然稀少。新的《Elementa》論文則補上了這些計數底下的一層：車轍中的食物供應仍然枯竭，而動物數量也隨之起伏。

還有哪些問題未解

OMCO的試驗規模很小。它擾動的只是幾道狹窄的車轍，而商業開採將年復一年地掃過遠為廣大的區域。《Nature》研究的作者指出，現代收集器的部分設計或許比1979年的機器造成更少的物理破壞，因此未來衝擊的規模與形態，不能簡單地以這次試驗乘以倍數推算。

這項研究也只立足於單一場址。傑弗里斯表示，還需要更多研究，才能理解有機物在整個克拉里昂－克利珀頓區如何變化；這個區域橫跨數百萬平方公里，深度、沉積物與食物供應各不相同。

食物與動物之間的連結是一種相關性。在三種地面之間，動物密度隨有機物品質起落，這符合「伙食較差使族群維持在低檔」的想法，但研究並未直接檢驗這個因果。結核本身的消失，也就是許多動物當成硬質表面棲居的東西消失，則在同一片地面上同時發生作用。

關於深海採礦與海床復原的常見問題

什麼是克拉里昂－克利珀頓區？

它是東太平洋與中太平洋的一片廣袤深淵平原，位於夏威夷與墨西哥之間，深度多為四至六公里。海床上覆滿多金屬結核，也就是大小如馬鈴薯、富含電池金屬的礦物團塊，這使它成為深海採礦提案的主要目標。

海床從深海採礦中復原需要多久？

沒有人知道完整答案，但OMCO試驗場址顯示，某些破壞至少持續數十年。一次試驗結束四十四年後，車轍看起來幾乎沒有改變，固著生活的動物仍然稀少，沉積物所含的食物也仍少於周圍海床。

有機物在深海海床為何重要？

幾乎沒有光能抵達深淵，因此那裡的動物仰賴從表層下沉的有機顆粒。這些物質的數量與品質，包括omega-3脂肪酸等營養素，決定了海床能養活多少動物、以及哪些物種得以棲息。

規則仍在制定中

研究人員表示，他們的結果顯示長期監測有其必要，而有機物數量與品質的變化，也應納入克拉里昂－克利珀頓區深海採礦的評估與監管之中。由於該區位於國際水域，任何商業採礦都歸國際海底管理局管轄，而該機構仍在研擬全面開採所需的法律、財務與環境框架。

傑弗里斯說：「隨著推動商業深海採礦的提案聲勢持續增強，這些發現格外重要。」該論文於2026年11月2日刊於《Elementa》，依據的是2023年初採集的樣本；SMARTEX計畫仍在持續研究深淵生態系如何回應採礦擾動、又如何從中復原。

參考文獻：Jeffreys et al., “Long-term impacts of deep-sea mining on sediment organic matter quantity and quality,” Elementa: Science of the Anthropocene, 2026. DOI: 10.1525/elementa.2025.00106

標籤: Clarion-Clipperton Zone, Hughes Glomar Explorer, SMARTEX, 多金屬結核, 海底, 海洋