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深海帯または深海底帯は、海洋の遠洋帯の層です。深海という言葉は、ギリシャ語のἄβυσσος（古代ギリシャ語：ἄβυσσος 、ローマ字表記：abyssos ）に由来し、「底なし」を意味します。[ 1 ] 4,000～6,000m （13,000～20,000フィート）の深さでは、[ 2 ]このゾーンは永久に暗闇に包まれています。[ 3 ] [ 4 ]海洋の総面積の83%、地球表面の60%に広がっています。[ 5 ]深海帯は、その大部分で2～3 ℃（36～37 °F）程度の温度です。 [ 3 ]水圧は最大で76 MPa (750 atm; 11,000 psi)に達する可能性があります。
光がないため光合成は起こらず、分子状酸素（O₂ ）を生成する植物も存在しない。代わりに、酸素は主に極地からずっと前に溶けた氷から供給される。この海域の海底付近の水は分子状酸素がほとんど含まれておらず、酸素が豊富な上層水にすぐに戻ることができない生物や、低酸素環境で生き残ることができない生物にとっては死の罠となる。この海域には、上層の海洋から漂着して分解される大量の死んだ有機物のため、窒素、リン、シリカなどの栄養塩の濃度も非常に高い。 [ 3 ]
海底から数千メートルも深く切り込んだ溝や裂け目（例えば、太平洋のマリアナ海溝のような中央海溝）は、ほとんど未探査である。[6] これまで、深海潜水艇トリエステ、遠隔操作潜水艇かいこう、ネレウスだけがこれらの深度まで潜ることができた。[ 7 ] [ 8 ]しかし、2012年3月25日現在、ディープシー・チャレンジャーという1台の潜水艇が10,898メートル（35,756フィート）の深さまで潜航した。
一次生産者の相対的な少なさから、深海帯に生息する生物の大部分は、上層の海洋層から降り注ぐマリンスノーに依存している。深海帯のバイオマスは、分解物質と分解者のほとんどが海底に存在するため、実際には海底付近で増加する。[ 9 ]
深海平原の構成は海底の深さによって異なる。4000メートルより上の海底は通常、有孔虫、動物プランクトン、植物プランクトンの石灰質の殻で構成されている。4000メートルより深い深さでは殻が溶解し、死んだ動物プランクトンと植物プランクトン由来の褐色の粘土とシリカの海底が残る。[ 3 ]化学合成細菌は熱水噴出孔付近で大規模で多様な群集を支えており、これらの生態系では、上方の日光の当たる領域における植物と同様の役割を果たしている。[ 10 ]
深海のいくつかの領域で見られるマンガン団塊が酸素を生成するという説が、スコットランド海洋科学協会の研究チームによって提唱されている。 [ 11 ]彼らはマンガン団塊が存在する実験で酸素濃度の上昇を観察した。しかし、この研究には重大な問題があり、実験の一部にはマンガン団塊が存在しなかったことや、他の研究者が結果を再現できなかったことなどが挙げられる。[ 12 ]
この深さに生息する生物は、深海帯がもたらす困難を克服するために進化しなければなりませんでした。魚類や無脊椎動物は、この深海帯で見られる極度の寒さと強い圧力に耐えるために進化しなければなりませんでした。彼らは絶え間ない暗闇の中で狩りをして生き延びる方法を見つけるだけでなく、上層部よりも酸素やバイオマス、エネルギー源、獲物が少ない生態系で繁栄しなければなりませんでした。このような状況で生き残るために、多くの魚類やその他の生物は代謝がはるかに遅くなり、上層部の生物よりもはるかに少ない酸素しか必要としなくなりました。多くの動物はエネルギーを節約するために非常にゆっくりと動きます。競争を減らしエネルギーを節約するために、繁殖率も非常に遅くなっています。ここの動物は通常、胃と口が柔軟で、獲物が少ないときにできるだけ多く食べられるようになっています。[ 10 ]
深海帯に生息する生物が直面するその他の課題は、深海の深さによって生じる圧力と暗闇です。この帯に生息する多くの生物は、浮き袋などの内部の空気空間を最小限に抑えるように進化してきました。この適応は、最大で約 75 MPa (11,000 psi) にも達する極度の圧力から身を守るのに役立ちます。光がないことも、大きな目や自ら発光する能力 (生物発光) など、さまざまな適応を生み出しました。大きな目は、どんなに小さな光でも検出して利用することを可能にします。[ 3 ]一般的に、深海帯の動物は生物発光し、青色の光を発します。これは、青色の波長範囲の光が他の波長よりも長い距離を伝わる間に減衰するためです。[ 14 ]このように光が不足しているため、複雑な模様や鮮やかな色は必要ありません。ほとんどの魚種は、暗闇に溶け込みやすく、明るく複雑な模様を発達させ維持するためにエネルギーを浪費しないように、透明、赤、または黒に進化しました。[ 3 ]
深海帯は、微生物、甲殻類、軟体動物（二枚貝、巻貝、頭足類）、様々な種類の魚類、そしておそらくまだ発見されていない動物など、多種多様な生物で構成されています。この海域に生息する魚類のほとんどは、底生魚または底層遊泳魚に分類されます。底生魚とは、海底上またはその近傍（通常は海底から5メートル以内）に生息する魚類のことです。深海帯の栄養分の大部分は海底に存在するため、ほとんどの魚類はこの分類に当てはまります。したがって、最も複雑な食物網や最大の生物量は、この海域に存在すると考えられます。
深海帯の生物は、より上層の海洋の自然プロセスに依存している。より上層の動物が死ぬと、その死骸は時折深海帯に漂着し、深海の生物がそれを餌とすることができる。クジラの死骸が深海帯に沈むことはクジラの死骸沈下と呼ばれ、生物にとって複雑な生態系を作り出すことがある。[ 7 ]
深海帯の生物は、冷たく酸素の少ない水域に適応するように進化してきた。多くは代謝が非常に遅く、酸素消費率も低い。トカゲウオなどの一部の生物は、待ち伏せ型の捕食者であり、通常は大型で定着性があり、獲物が通り過ぎるのを海底でじっと待っている。[ 15 ]また、深海帯の上部で時間を過ごす動物もおり、中には時折、その真上の漸深帯で時間を過ごすものもいる。条鰭類（条鰭魚類）など、多くの異なるグループや綱に属する様々な魚類種が存在するが、深海帯を主要な生息地または恒常的な生息地とする軟骨魚類（サメ、エイ、ギンザメなどの動物）の既知のメンバーはいない。これが限られた資源、エネルギーの利用可能性、またはその他の生理学的制約によるものかどうかは不明である。軟骨魚類のほとんどの種は漸深帯までしか生息しない。[ 16 ]
深海帯に生息する生物には以下のようなものがある。
気候変動は深海帯に悪影響を及ぼしている。深海帯は水深が深いため、地球温暖化の影響は世界の他の地域ほど急速かつ劇的ではないものの、海洋酸性化の影響は依然として深刻である。プラスチックなどの汚染物質も深海帯に存在している。特にプラスチックは深海帯にとって有害である。なぜなら、深海帯の生物は動くものやデトリタスのように見えるものなら何でも食べるように進化してきたため、栄養分の代わりにプラスチックを摂取してしまうからである。海洋酸性化と汚染の両方が、深海帯に生息する既に少ない生物量をさらに減少させている。
人間が引き起こすもう一つの問題は乱獲です。深海帯付近の生物を漁獲することはどの漁業も禁止されていますが、それでも深海では害を及ぼす可能性があります。深海帯は日光が届かないため生産者が存在せず、上層部の死んだ生物が海底に沈むことで成り立っています。魚類やその他の動物が海からいなくなると、深海帯に到達する死骸の頻度と量が減少します。
深海採掘事業は将来、深海帯に問題を引き起こす可能性がある。この産業に関する協議や計画は既に始まっている。深海鉱物の採掘は多くの生態学的危険をもたらすため、深海採掘はこの極めて脆弱な生態系にとって壊滅的なものとなる可能性がある。採掘は深海帯だけでなく海洋全体の汚染を増加させ、生息地や海底を物理的に破壊する可能性がある。[ 4 ]
採掘活動によって発生する堆積物プルームは広範囲に拡散し、濾過摂食動物に影響を与え、海洋生物を窒息させる可能性があります。採掘設備や攪乱された海底物質からの有毒化学物質や重金属の放出は化学汚染につながる可能性があり、機械からの騒音は海洋動物の行動やコミュニケーションを妨害する可能性があります。[ 17 ]海底への物理的な攪乱は、地質学的特徴とその関連する生態系を破壊する可能性があります。さらに、水質の変化や、有機炭素が深海に貯蔵される炭素隔離プロセスの妨害は、気候変動への寄与を含む、より広範な環境影響をもたらす可能性があります。[ 18 ]深海環境の変化の速度が遅く、深海生物の寿命と繁殖サイクルが長いため、このような攪乱からの回復には数十年または数世紀かかる可能性があります。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]