ทะเลลึก

ทะเลลึก(อังกฤษ: Deep sea) เป็นชั้นของระดับน้ำที่มีความลึกตั้งแต่ 200 เมตรลงไปซึ่งนับเป็น 70% ของน้ำในมหาสมุทรทั่วโลกเป็นที่ ๆ มีแสงน้อยจนถึงไม่มีแสงเลยสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่อาจจะกินสารอินทรีย์หรือซากศพจากทะเลด้านบนด้วยเหตุนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เคยสันนิษฐานว่าจะมีสิ่งมีชีวิตชีวิตจำนวนน้อยมากในมหาสมุทรลึก แต่จากการตรวจสอบนั้นได้เปิดเผยว่ามันเป็นอะไรตรงกันข้ามกับการสันนิฐานนั้นเพราะมันมีสิ่งมีชีวิตมากมายในทะเลลึกลึกนอกจากนี้ยังสามารถเห็นการพัฒนาการที่ความหลากหลายมากมายของสิ่งมีชีวิตเพื่อใช้ในการดำรงชีวิตอยู่อีกทั้งยังมีห่วงโซ่อาหารและขยะหรือจากซากสัตว์ แบคทีเรียต่าง ๆ

ตั้งแต่อดีตจนถึงประมาณปลายศตวรรษที่ 19 มนุษย์เชื่อว่าใต้ทะเลลึกนั้นไม่มีสิ่งมีชีวิตอยู่ จนกระทั่งช่วง พ.ศ. 2415-2419 เรือขุดเจาะและเรือลากได้นำสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกมากมายขึ้มมาให้ได้เห็นกันแต่ถึงอย่างนั้นนักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 ก็ยังคิดว่าสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกนั้นเป็นเรื่องเหลวไหลและงมงาย เพราะทะเลลึกเป็นสถานที่ ๆ มืดมิดแรงกดดันของน้ำมหาศาลและมีอุณหภูมิหนาวเย็นจึงทำให้พวกเขาคิดเช่นนั้น แต่สิ่งที่เป็นจริงนั้นกับตรงกันข้ามเพราะแหล่งที่อยู่อาศัยของสายพันธุ์ทะเลส่วนมากในมหาสมุทรอยู่ที่ระดับความลึกที่ต่ำกว่า 200 เมตรลงไป
ใน พ.ศ. 2503ยานสำรวจน้ำลึกตรีเยสเตได้ลงไปสำรวจที่ร่องลึกก้นสมุทรมาเรียนาทางใต้ของหมู่เกาะมาเรียนาใกล้กับเกาะกวมในระดับความลึก 10,911 เมตร (35,797 ฟุต 6.780 ไมล์)ซึ่งลึกที่สุดในโลกซึ่งถ้านำมาวัดกับยอดเขาเอเวอเรสต์ยอดของมันจะจมอยู่ใต้น้ำถึง 1 ไมล์ เมือยานสำรวจน้ำลึกตรีเยสเตถึงความลึก 10,911 เมตรมันได้ปล่อยยานสำรวจน้ำลึกไคโกะเพื่อทำการสำรวจเพิ่มเติมและเก็บตัวอย่างสิ่งมีชีวิต และในเดือนพฤษภาคมและมิถุนายน พ.ศ. 2552 ก็ได้นำยานสำรวจน้ำลึกนีรีอัสกลับไปสำรวจที่แชลเลนเจอร์ดีปอีกครั้งเพื่อทำการดำน้ำสามครั้งให้มีระดับความลึกมากกว่า 10,900 เมตร
ขณะนี้มีเพียงประมาณ 1% ของท้องทะเลลึกทั้งหมดทีมนุษย์เคยสำรวจเมื่อเทียบกับการศึกษาจักรวาลแล้วเรายังรู้จักจักรวาลและดวงจันทร์ดีกว่าทะเลลึกเสียอีกเนื่องจากไม่มีใครรู้เรื่องของอายุขัยบนพื้นมหาสมุทรลึกหรือการค้นพบโคโลนีที่เจริญเติบโตของกุ้งและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ รอบ ๆ ปล่องแบบน้ำร้อนในช่วงปลายทศวรรษ 1970  ซึ่งก่อนที่จะมีการค้นพบปล่องแบบน้ำร้อนนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้มีการยอมรับว่าทุกสิ่งมีชีวิตบนโลกได้รับพลังงานที่มาจากดวงอาทิตย์ ซึ่งจาการค้นพบปล่องแบบน้ำร้อนนี้ทำให้พบว่าสิ่งมีชีวิตทะเลลึกได้รับสารอาหารและพลังงานโดยตรงจากแหล่งความร้อนและปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของแร่ ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีแสงและใช้ออกซิเจนในน้ำเกลือที่มีอุณหภูมิ 300 ° F (150 ° C)และพวกมันยังได้รับการยังชีพของพวกมันโดยใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นพิษอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตบนผิวโลก การค้นพบสิ่งมีชีวิตที่ทรหดและอยู่ในสถานที่ ๆ เลวร้ายเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องเปลี่ยนความคิดของพวกเขาเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมในการกำเนิดสิ่งมีชีวิตและการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในที่อื่น ๆ ของจักรวาลทำให้กวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่ายูโรปาซึ่งเป็นดวงจันทร์ดวงหนึ่งของดาวพฤหัสบดีอาจจะสามารถรองรับชีวิตใต้พื้นผิวน้ำแข็งได้โดยอาจมีสภาพเหมือนกันกับใต้ทะเลลึกของโลก

ลักษณะสิ่งแวดล้อม

ทะเลลึกคือเขตของน้ำทะเลที่แสงไม่สามารถส่องถึงได้และจะมีสิ่งมีชีวิตและปลาทะเลลึกที่ปรับตัวแล้วเท่านั้นที่จะสามารถอาศัยอยู่ได้
ในทะเลลึกหิมะทะเลเป็นสิ่งสำคัญมากเพราะมันเป็นแหล่งอาหารอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตในทะเลลึก ซึ่งหิมะทะเลจะมาจากทะเลด้านบน โดยหิมะทะเลนั้นจะมาจากแพลงก์ตอนที่ตายแล้ว, ไดอะตอม, อุจจาระ, ทราย, เขม่าและฝุ่นอนินทรีอื่น ๆ เกล็ดของหิมะทะเลอาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายเซนติเมตรและมันใช้เวลาหลายสัปดาห์กว่าจะตกลงถึงก้นสมุทรอย่างไรก็ตามส่วนประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ของหิมะทะเลจะถูกกินโดยจุลินทรีย์แพลงค์ตอนและสัตว์อื่น ๆ ด้วยเหตุนี้หิมะทะเลจึงได้รับการพิจารณาว่าเป็นรากฐานของระบบนิเวศในทะเลและสัตว์หน้าดินที่อาศัยอยู่ในทะเลลึกเนื่องจากแสงแดดที่ไม่สามารถเข้าถึงได้สิ่งมีชีวิตในทะเลลึกส่วยใหญ่จึงอาศัยน้ำหิมะเป็นแหล่งพลังงาน
ความดันไฮโดรสแตติกจะเพิ่มขึ้น 1 บรรยากาศทุก ๆ 10 เมตรซึ่งสิ่งมีชีวิตในทะเลลึกนั้นมีการปรับตัวให้ความกดดันภายในร่างกายเหมือนกันกับสภาพภายนอกดังนั้นพวกมันจึงไม่ถูกบดขยี้ด้วยแรงกดดันอันมหาสารของทะเลลึก ความดันภายในที่สูงทำให้มีการไหลของเยื่อลดลงเนื่องจากโมเลกุลถูกบีบเข้าด้วยกันและการการที่จะเพิ่มประสิทธิภาพทางชีวภาพให้อาศัยอยู่ในทะเลลึกได้ดีและสำคัญที่สุดคือการผลิตโปรตีนเพื่อให้สิ่งมีชีวิตได้ปรับตัวเข้ากับสถานที่ที่มีแรงดันอันมหาศาลนี้โดยการเพิ่มสัดส่วนของกรดไขมันไม่อิ่มตัวในไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์และนอกเหลือจากการปรับตัวเรืองความดันแล้วยังมีก่รพัฒนาปฏิกิริยาการเผาผลาญของพวกมันอีกด้วยเนื่องจากปฏิกิริยาทางชีวเคมีจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรซึ่งถ้าผลของปฏิกิริยาส่งผลให้ปริมาณเพิ่มขึ้นก็จะถูกยับยั้งด้วยแรงกดดันที่มีความสัมพันธุ์กัน ซึ่งหมายความว่ากระบวนการเผาผลาญอาหารของพวกมักก็ต้องลดปริมาณของสิ่งมีชีวิตลงด้วยในระดับหนึ่ง

แสง

แสงจากดวงอาทิตย์จะไม่สมารถทะลุผ่านมหาสมุทรลึกได้ยกเว้นเขตที่แสงส่องถึงจึงทำให้ไม่มีการสังเคราะห์แสงดังนั้นพืชจึงไม่สามารถอาศัยอยู่ในเขตนี้ได้ เนื่องจากพืชเป็นผู้ผลิตหลักของระบบนิเวศของโลกจึงทำให้เกือบทั้งหมดของชีวิตในทะเลลึกนี้ต้องขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานจากที่อื่น ยกเว้นบริเวณที่ใกล้กับปล่องแบบน้ำร้อน โดยจะพึงพลังงานจากวัสดุอินทรีย์หรือซากสัตว์ล่องลอยตกลงมาจากทะเลด้านบนซึ่งวัสดุอินทรีย์ที่ฝังอยู่ประกอบด้วยอนุภาคของสาหร่ายเศษซากและรูปแบบอื่น ๆ ของขยะทางชีวภาพซึ่งเรียกรวม ๆ กันว่าหิมะทะเลก็ได้

ความดัน

ความดันในทะเลลึกนั้นอันตรายต่อมนุษย์มากซึ่งความกดดันในทะเลจะเพิ่มขึ้นประมาณ 1 บรรยากาศทุก ๆ 10 เมตรยิ่งมีความลึกมากความดันก็ยิ่งมาก แต่ถึงอย่างนั้นหลายปีที่ผ่านมาการศึกษาเรื่องความดันนั้นขาดข้อมูลและรายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบของแรงกดดันต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลลึกมากที่สุดเนื่องจากตัวอย่างสิ่งมีชีวิตเมือนำมาขึ้นฝั่งเพื่อทำการศึกษานั้นพวกมันก็จะตายก่อนที่จะได้ศึกษาเนื่องจากก๊าซที่ถูกบีบอัดภายใต้แรงดันสูงจะขยายตัวภายใต้แรงดันต่ำ ด้วยเหตุนี้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงถูกระเบิดหากพวกมันขึ้นสู่ผิวน้ำ

ความเค็ม

ความเค็มเป็นที่น่าทึ่งของทะเลลึกเหราะมันคงที่ตลอดโดยมีค่าประมาณ 35 ส่วนต่อ 1,000 ซึ่งถือว่ามีความต่างเล็กน้อย

ชีววิทยา

บริเวณด้านล่างของทะเลนั้นจะแบ่งออกเป็นโซนอื่น ๆ โดยเริ่มจากเขตที่มีแสงเข้มซึ่งมีช่วงความลึกตั้งแต่ 200 ถึง 1000 เมตรจากระดับน้ำทะเลซึ่งมีแสงน้อยมากที่ทะลุผ่านลงมาในเขตนี้ได้การผลิตและสังเคราะห์แสงของพืชในเขตนี้จึงค่อนข้างยาก ด้านล่างของเขตนี้จะประกอบด้วยบริเวณที่คล้ายบ่อมีน้ำขังอยู่ลึก ๆ และมีความอุดมสมบูรณ์ อาหารประกอบด้วยสารอินทรีย์ที่ตกค้างซึ่งเรียกว่า 'หิมะทะเล' และซากที่ตกลงมาจากเขตที่แสงส่องถึง

โครงสร้างทางกายภาพ

สิ่งมีชีวิตใต้ทะเลนั้นส่วนใหญ่มีการปรับตัวที่แปลกประหลาดเช่นการเรืองแสง มีปากที่ใหญ่มีฟันที่แหลมคม โครงสร้างที่สามารถกัดกินเหยือได้โดนไม่เกี่ยงขนาด อีกทั้งพวกมันยังมีตาที่ไวต่อแสงมีช่องมองภาพที่สามารถเห็นเงาของเหยื่อได้ แต่เหยือก็มีการปรับตัวเช่นกันด้วยการทำให้ตัวเองรีบแบนและลดเงาด้วยการเรืองแสงและการที่มีอวัยวะเรืองแสง(photophores)ใต้ท้องเพื่อปรับแสงให้เข้ากับด้านบนตัวปลาเพื่อให้นักล่าจากด้านล่างไม่สามารถมองเห็นมันได้อีกด้วย

การลอยตัว

ปลาทะเลลึกหลายสายพันธุ์มีเนื้อเหมือนวุ้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยไกลโคสะมิโนไกลแคนเพื่อมาแทนที่ถุงลมหรือการใช้ก๊าซในการลอยตัวซึ่งการมีเนื้อแบบนี้จะทำให้มีความหนาแน่นต่ำนอกจากนี้ยังมีการค้นพบหมึกทะเลลึกที่ใช้เนื้อเยื่อที่มีเจลาตินเข้ากับห้องลอยในตัวตัวที่เต็มไปด้วยของเหลวที่สร้างขึ้นจากของเสียจากการเผาผลาญซึ่งของเหลวนั้นคือแอมโมเนียมคลอไรด์ซึ่งมีน้ำหนักเบากว่าน้ำโดยรอบ

การเผาผลาญพลังงาน

พวกมันมีการเผาผลาญอาหารที่ช้าและอาหารที่ล่ามานั้นพวกมันจะล่าแบบไม่เลือกและพวกมันชอบที่จะรออาหารเหยื่อมากกว่าไล่ล่าเพราะมันว่ายน้ำได้ช้าและเพื่อไม่ให้สูญเสียพลังงานมากจนเกินไป

การผสมพันธุ์

เนื่องจากใต้ทะเลลึกนั้นหาคู่ได้ยากพวกมันจึงมีการปรับตัวให้ตัวเองสามารถเปลียนแปลงเพศได้ในกรณีที่เจอเพศเดียวกัน

อาหาร

สิ่งมีชีวิตในทะเลลึกเกือบทั้งหมดพึ่งพาการจมน้ำและสารอินทรีย์ที่ตายแล้วเป็นส่วนใหญ่ซึ่งอยู่ในรูปของหิมะทะเลประมาณ 1-3% กับซากสัตว์ 97-99% เช่นซากปลาหรือวาฬเป็นต้นและนอกจากนี้ยังมีFreyellidaeที่กินอาหารจากอนุภาคอินทรีย์โดยใช้หนวดได้อีกด้วยอีกทั้งไวรัสทะเลยังมีบทบาทสำคัญในการขับสารอาหารในตะกอนในทะเลลึก  (ระหว่าง 5x1012 และ 1x1013 เฟสต่อตารางเมตร) ในตะกอนของทั่วโลก

เคมีสังเคราะห์

มีหลายสายพันธุ์ที่ไม่ได้พึ่งพาอินทรียวัตถุโดยสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะอยู่บริเวณปล่องแบบน้ำร้อนยกตัวอย่างเช่นความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างหนอนท่อและแบคทีเรียเคมีบำบัด ซึ่งปล่องแบบน้ำร้อนนี้เป็นหนึ่งในระบบนิเวศที่ไม่กี่แห่งบนโลกที่ไม่ต้องอาศัยแสงแดดในการจัดหาพลังงาน

สิ่งมีชีวิต

เป็นเวลานานมากที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าไม่มีชีวิตที่จะสามารถอาศัยอยู่ในทะเลลึกได้ แต่ในตอนนี้การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ให้เห็นว่ามันเป็นตรงกันข้ามเลย ท้องทะเลลึกเป็นที่อยู่อาศัยที่ใหญ่ที่สุดในโลก ในความมืดทั้งหลายของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากแปลกประหลาดและไม่เคยพบเจอที่ไหน ทั้งนี้สัตว์ทะเลลึกมีการปรับตัวเพื่อให้สามารถต้านทานแรงดันน้ำได้ถึง 1,000 เท่าซึ้งเยอะมากกว่าความดันของอากาศบนบก ปลาบางชนิดในทะเลน้ำลึกมันมักจะกินสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กและปลาอื่น ๆ อีกทั้งพวกมันมีขากรรไกรขนาดใหญ่และยาวที่ยืนอยู่ด้านหลังฟันโดยทุกอย่างที่แหวกว่ายอยู่จะถูกพวกมันคว้าและกลืน ปลาบางชนิดมีการขยายท้องเพื่อให้พวกมันสามารถที่จะกินเหยื่อที่มีขนาดใหญ่กว่าตัวเองได้ ที่ใต้ทะเลลึกนั้นสิ่งชีวิตส่วนมากเป็นดอกไม้ทะเล, เวิร์ม, ปลิงทะเล, ดาวเปราะปู, กุ้งและอื่น ๆ 
ส่วนใหญ่ของปลาที่อาศัยอยู่ที่นี่จะมีการเรืองแสงโดยพวกมันสร้างแสงของตัวเองผ่านปฏิกิริยาทางเคมีในร่างกายของพวกมันบางชนิดที่อาศัยอยู่ที่นี่ ชนิดที่แตกต่างกันของทะเลดอกไม้ทะเล
ใต้ทะเลลึกนั้นสิ่งที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตินั้นจะน้อยลงมีแรงดันน้ำมหาศาลออกซิเจนน้อยสภาพน้ำนั้นเย็นยะเยือกเป็นจุดเยือกแข็งและบางส่วนมี่อุณหภูมิสูงถึง 400 °C  จนทำให้คิดได้ว่ายากที่จะมีสิ่งมีชีวิตอยู่ แต่กลับกลายเป็นว่าใต้ทะเลลึกแห่งนี้มีปลาหลากหลายสายพันธุ์ชนิดมากมายโดยมีการค้นพบน้อบมากเพียง2%จากการค้นพบปลาในทะเลทั้งหมดซึ่งอาจมีสายพันธ์ที่เรายังไม่ค้นพบอีกเป็นจำนวนหนึ่งโดยพวกมันนั้นมีการวิวัฒนาการแปลก ๆ เพื่อให้พวกมันปรับสภาพเพื่อที่จะสามารถดำรงชวิติอยู่ในสภาพที่สุดขั้วในสถานที่แห่งนี้ได้ แหล่งอาหารของพวกมันส่วยใหญ่ก็จะเป็นซากศพที่ตายแล้วตกลงมาเบื้องล่างหรือการล่า ทั้งนี้ก็มีปลาสายพันธ์ต่าง ๆ มากมายเช่นปลาฉลามครุย ปลาไหลกัลเปอร์ และอื่น ๆ