气候变化不仅影响陆地生物，还影响大部分未被探索的深海生态系统，该系统是独特且大部分未知物种的栖息地。深海生物已适应其稳定而极端的环境，尤其容易受到温度和食物供应波动的影响。这引发了一个重要的询问：哪些环境因素对深海生态系统至关重要，这些因素可能如何被改变？
一个由香港大学生物科学学院的森明教授和周蕊女士共同主持的研究项目，与太古海洋科学研究所和气候与碳中立研究所合作，以及普林斯顿大学地球科学系的黄梅博士，揭示了南极海洋深海生态系统在过去50万年中的变迁。研究结果发表在《当前生物学》上，表明温度和食物输入的变化明显影响了深海生态系统的发展。
深海的温度相对恒定，长时间内只有微小波动。尽管这种一致性，生活在这些深度的生物非常适应其稳定的环境，使得即使是轻微的温度变化对它们来说也是特别有问题的。与表层水不同，阳光支持初级生产，深海区缺乏这种光，阻碍了浮游植物的生长。相反，深海生物依赖于降落的有机物质，称为颗粒有机物或海洋雪，这通常是来自表面的，包括作为深海生物主要食物来源的死浮游生物。
研究团队利用500,000年前沉积物中的深海化石数据进行了研究。研究结果确认，温度和食物可用性的变化在长时间尺度上显著影响了深海社区，每种因素影响不同的物种。
森明教授强调，推进基础科学以理解生态系统如何在全球范围内运作，并应对人类驱动的气候变化所带来的紧迫挑战的重要性。
随着人们对持续人为气候变暖及其可能加剧的认识不断提高，科学家和工程师们努力创新减缓技术。这些基于海洋的气候干预（OBCI）包括像海洋二氧化碳去除（mCDR）这样的策略，旨在通过将碳或二氧化碳沉积和储存于深海沉积物中来对抗未来的变暖，因为在那里它们因低温和高压而保持稳定。
mCDR的一个显著例子是铁 fertilization，通过向海洋表面引入铁来促进初级生产，从而增加沉降到深海底的有机碳。尽管mCDR和OBCI技术已经成熟，并几乎准备好大规模部署，但它们尚未得到广泛实施，这引发了对其可能对深海生态系统影响的担忧。
森明表示，“深海覆盖了地球表面的40%以上，极为脆弱。它还栖息着无数未被发现的物种，其中大多数仍对我们来说是个谜。我们利用过去50万年的深海沉积物核心样本中的化石记录进行的研究表明，温度和食物可用性——由尘埃输入导致的自然铁 fertilization的变化和随之而来的表面生产增加——以各种方式显著改变了深海生态系统。这意味着，在关于这个重要且敏感的生态系统做出决策时，我们必须谨慎行事。进行彻底的生态系统影响评估至关重要，以确定人与自然的变暖或 mCDR 影响的表面生产力是否构成更大威胁。只有这样我们才能谨慎而明智地决定采用mCDR。”
森明教授还指出，南极海洋由于在全球海洋循环和气候系统中所起的关键作用，被称为“矿井中的金丝雀”。“我们的研究引起了人们对其深海生态系统敏感性的关注。必须加强对该地区的生物监测，因为它可以作为气候变化的早期预警系统。我们的研究结果表明，南极海洋深海生态系统的当前结构大约在43万年前建立。希望这个悠久的生态系统保持完整，尤其是考虑到未来人为变暖程度及其对全球气候系统影响的不确定性。”
