每天夜晚，暮色降臨之后，成群的海洋生物，從微小的浮游生物到大個(gè)頭的鯊魚，紛紛游出深海，整個(gè)晚上逗留在海面附近。他們?cè)谏蠈铀蚩駳g，進(jìn)食，交配，黎明來臨之前再次撤回深海。

這種（海洋生物的）大規(guī)模遷移現(xiàn)象稱為“晝夜垂直移動(dòng)”（diel vertical migration），通常認(rèn)為是地球上最大的同步洄游。地球繞自身軸線自轉(zhuǎn)，一片片海洋忽而面向陽光，忽而背離陽光，全球海洋如此這般，連續(xù)變化。 

垂直移動(dòng)的規(guī)模巨大，全球影響也不可忽視。2020 年發(fā)表在《海洋科學(xué)前沿》（Frontiers in Marine Science）的一項(xiàng)研究顯示，單個(gè)硅藻（diatom）細(xì)胞進(jìn)行 400 微米的垂直移動(dòng)，所耗能量僅為 0.12 pJ（1 pJ = 10^-15 J）。這看似微不足道，但放眼全球，海洋中硅藻的總數(shù)高達(dá) 4×10²⁹ 個(gè)——由此估算，全球硅藻每天上下移動(dòng) 1 米，全年就要消耗大約 90 TJ（1 pJ = 10¹⁸ J）能量，這與美國 2020 年一整年全國消耗的總能量（88 TJ）相當(dāng)，也超過了中國 2020 年全年能耗（145 TJ）的一半。 

“這消耗的能量難以想象。”挪威特羅姆瑟大學(xué)（Arctic University of Norway）的海洋科學(xué)家坎查納·班達(dá)拉（Kanchana Bandara）說。

19 世紀(jì)初，科學(xué)家就首次記錄下了海洋生物的遷移行為：當(dāng)時(shí)，博物學(xué)家喬治·居維葉（Georges Cuvier）指出，名為“水蚤”（daphnia）的浮游生物每天在同一片淺淡水湖中消失又重現(xiàn)，晝夜循環(huán)。之后，第二次世界大戰(zhàn)期間，人們發(fā)現(xiàn)了“深海散射層”（deep scattering layer）：海洋中的一片區(qū)域意外偏轉(zhuǎn)了海軍聲納的聲脈沖，而且每天晚上會(huì)神秘消失，如同幽靈海床一般。 

美國斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography）的科學(xué)家馬丁·強(qiáng)森（Martin Johnson）提出了一個(gè)解釋：深海散射層可能是向上遷移至海洋表面的海洋動(dòng)物。1945 年 6 月，他在美國加利福尼亞州洛馬角（Point Loma, California）附近的水域中檢驗(yàn)了自己的想法。在 14 次捕撈過程中，他抓到了浮游生物、水母以及各種各樣的甲殼類動(dòng)物，證明了會(huì)動(dòng)的深海散射層由夜間遷移的鮮活生物組成。

自此之后，科學(xué)家在自己觀察的各類水體中都發(fā)現(xiàn)了這一有規(guī)律的遷移現(xiàn)象。無論是海洋、淡水，或者半咸水海岸，“這種情況普遍存在于各個(gè)海洋棲息地。”班達(dá)拉解釋道，“從熱帶到極地，在各種地理位置上都相當(dāng)普遍，而且也常見于各個(gè)生物分類群，從微小的浮游動(dòng)物或浮游植物，到大型鯨和鯊魚。” 

盡管海洋生物夜間移動(dòng)的現(xiàn)象無處不在，但謎題仍未解開。研究表明，光線變化促使生物夜間“通勤”，但卻不能解釋生活在地球極地附近水域的動(dòng)物如何知道什么時(shí)候該遷移，因?yàn)闃O地每年有好幾個(gè)月不是極晝就是極夜。如今，研究人員致力于理解其中緣由，同時(shí)確定各種生物何時(shí)開始這趟旅行，以及為什么有些生物完全不遷移。

由于規(guī)模巨大，理解不同生物在垂直移動(dòng)中的細(xì)微差異非常重要，科學(xué)家講道，因?yàn)闀円勾怪边w移相當(dāng)于一個(gè)巨型傳送帶，將海洋表面的顆粒碳向下傳輸至深海。若非如此，這些碳要么滯留海洋表面，要么重返大氣層。考慮到生物垂直移動(dòng)的規(guī)模之大，碳傳送的影響也是難以估量的。