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我们形容很深的地方时，常用“万丈深渊”或“海底深渊”之类的词。深渊似乎成了地球上的无底洞。然而，地质学家在研究海洋地质的时候，把洋底那些狭长的凹陷处叫海沟或海渊。实际上，用海底深渊来描述洋底的这种奇异构造是再准确不过的了。海沟是海底最壮观的地貌之一，它是大洋底部两壁比相邻海底深2000米以上的狭长凹陷。海沟大都分布在大洋边缘，而且大多数与大陆边缘平行。
对于海沟的定义，目前海洋学界仍有不同的说法。有的科学家认为，凡是水深超过6000米的长形洼地都叫海沟。有的科学家则认为，海沟的真正含义应该是指那些与火山弧相伴生的边缘海沟。一般说来，海沟的形状多呈弧形或直线，长500米~4500千米，宽40千米~120千米，水深多为6000米~11000米。海沟有不对称的V形横剖面，沟坡上部较缓，而下部则较陡，平均坡度为5 O 至7 O ，偶而也会有45 O 那么大的坡度。比如太平洋中的汤如海沟。在海沟的斜坡上，有峡谷、台阶、堤坝和洼地等小地形。
世界海洋的平均深度不到4000米，而全球19条海沟的水深却都在7000米以上，是名副其实的海底深渊。其实，海底最深的地方并不像人们所想象的是在大洋的中央。恰恰相反，19条海沟几乎都处在大洋的边缘。而且，绝大多数海沟环绕在太平洋的周围地带。海沟或者与大洋边缘的群岛配对，或者与大陆边缘的海岸山脉相伴。
海底地壳在海沟底并不是直着身子被拖进地球的内部，而是倾斜地插入旁边的群岛或大陆底下的。
现在我们可以明白，海沟之所以这样深，就是因为海底在这儿向下弯曲，沉潜到相邻大陆或群岛之下的缘故。这情景很像水面上的冰块，一个冰块斜插到另一冰块之下，两个冰块相互重叠起来。在海沟附近，大陆地块骑跨在海底地块之上，陆块向上仰冲，被高高地抬起来；海底则向下俯冲，深深地下陷。
1923年9月某日中午，邻近日本海沟的东京、横滨一带，大地突然颤抖起来，在几秒钟以内房屋纷纷倒塌。当时多数人家正在做午餐，火炉翻倒，许多地方燃起了熊熊大火。歇斯底里的人群一片混乱。在这场著名的“关东大地震”以及由它导致的大火中，伤亡人数达24万。现在，地质学家们已知道，太平洋周缘火山、地震的肇事者就是海底地壳沿着海沟的俯冲作用。在海底地壳和大陆地壳相互冲撞的海沟邻近地带，有史以来，地震灾害大约夺走了几百万人的生命。
1977年2月，“阿尔文”号深潜器在东太平洋加拉帕戈斯群岛附近几千米深的海下热泉处发现了这个终年黑暗没有阳光的世界，其实是一个繁衍生命的沃土。在这里生活着许多蛤、贝、白蚌、蟹和红冠蠕虫等动物，但其形状却与阳光世界中的有很大区别。
比如深海中的红冠蠕虫，最长的达两三米。它用白色外套管把自己固定在岩石上，保护着柔软的身体。它没有嘴，没有眼睛，也没有消化系统，就靠着伸出套管顶端身体，过滤海水中的食物。它的血液里充满富含铁质的血红蛋白，因此显得格外红。
有人曾对这些深海生命的生存条件进行过分析，认为海水经过高温和高压，所含的硫酸盐变成硫化氢，有些细菌就靠着硫化氢进行代谢，靠吸收温泉热能而得以繁殖。一些小动物则靠过滤这些细菌生存，大的动物又以小的动物为食物。就这样，在没有阳光的深海世界里形成了一条独特的食物链，由此而维持了一系列生命的生存。
在万米深的海沟中，也有数量不少的海洋动物。据专家估计，约有370种。这些动物在一个相对稳定的海洋环境中生活，主要食物是一些海洋动物的尸体被分解的物质。近些年来，人们在洋中脊的深谷中或海底火山附近的热泉海域也发现了许多海洋动物，如蠕虫、甲壳类、蛤和海参等。令人不解的是，在海沟深处发现的这些动物个体比其他深海动物要大许多。
马里亚纳海沟是地球上最深的地方，位于北太平洋西部马里亚纳群岛以东，为一条洋底弧形洼地，延伸2550千米，平均宽69千米。沟底部有较小的陡壁谷地。据估计这条海沟已形成6000万年，是太平洋西部洋底海沟的一部分。