近日，自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境监测预警全国重点实验室陈大可院士团队，联合上海交通大学、马里兰大学等国内外多家单位，在深海海山动力过程及环境效应研究中取得重要进展。相关成果以“Near-inertial internal waves funnelled into Taylor caps shape seamount tops, with implications for biodiversity in the deep ocean”为题发表于Science Advances。论文第一作者为我所谢晓辉研究员，合作者包括我所陈大可和张东声研究员、上海交通大学曲立新和周磊教授、马里兰大学李明教授等。该研究系统揭示了海山泰勒帽（反气旋环流）与内波相互作用改变深海海山底质类型的机理，从物理上解释了西北太平洋海山沉积物消失之谜，并揭示该过程能够调控深海生物多样性。

内波广泛分布于全球海洋，其与海底地形的相互作用可驱动沉积物再悬浮并重塑海底基质，但相关作用机制仍不明确。研究团队依托西北太平洋麦哲伦海山群采薇海山、维嘉海山的长期潜标观测，结合多学科现场观测数据和再分析资料，系统阐明海表风生近惯性内波与海山泰勒帽相互作用及其塑造山顶底质类型并影响深海生物多样性的机制。

该研究发现，海山上方产生的反气旋泰勒帽可以汇聚风生近惯性内波能量并加速其向深海传播, 形成“聚能管道”；而近惯性内波在山顶发生反射后，会激发强底流侵蚀沉积物，从而塑造山顶底质特征。由于风生近惯性内波的能量随纬度升高而增加，该过程可能导致西北太平洋20°N以北的海山顶部沉积物被清除，裸露出岩石基底，为生物提供重要的附着基质，从而提升区域生物多样性（图1）。研究进一步从理论上估算了海山泰勒帽的全球分布，发现全球约93%的海山存在泰勒帽现象（图2），表明海山诱导局地环流与内波相互作用对塑造全球海山山顶底质类型、调控深海生物多样性具有潜在全球影响，为海山生物多样性形成及深海生态系统的评估和保护提供了新的理论支撑。

该研究成果是继卫星海洋全重室研究团队此前在Science Advances发表的海山动力过程及环境效应研究方面取得的又一重要科学进展，展现了实验室科研团队在海洋动力过程与生态环境、沉积过程等跨学科交叉研究的创新引领作用，彰显了我室在国际科研舞台上的贡献与领导力。

本研究经费得到了国家自然科学基金（42476019，42227901，42125601）、科技部重点研发计划（2022YFF0801403）、浙江省自然科学基金（LZYQ25D060002）及海洋十年大科学计划“数字化的深海典型生境”等项目联合资助。

图1：海山泰勒帽捕获风生近惯性内波提高生物多样性的作用机制示意图

图2：海山泰勒帽的全球分布

相关论文：

1. Xiaohui Xie, Lixin Qu, Ming Li, Leif Thomas, Dake Chen, Lei Zhou, Dongsheng Zhang, Jiannan Wang, Hao Pan, Chengcheng Shen, and Wenting Ren (2026). Near-inertial internal waves funnelled into Taylor caps shape seamount tops, with implications for biodiversity in the deep ocean, Science Advances, 12(23), eaeb7889.

2. Xinyang Wang, Hongliang Li, Jingjing Zhang, Jianfang Chen, Xiaohui Xie, Wei Xie, Kedong Yin, Dongsheng Zhang, Diana Ruiz-Pino, and Shuh-Ji Kao (2024). Seamounts generate efficient active transport loops to nourish the twilight ecosystem, Science Advances, 10(26), eadk6833.