马里亚纳海沟（Mariana Trench），又名玛利亚娜海沟,位于太平洋西北部、菲律宾群岛东北角、马里亚纳群岛东侧。其中心位置为北纬15°，东经147.3°。北端开始于小笠原海台，南端延伸至西马里亚纳岛弧西南坡角，整体呈东南走向。作为全球最深的一个海沟，马里亚纳海沟延伸大概约2550公里，平均宽69公里,大部分水深在8000米以上，最深处在斐查兹海渊，深度为11034m。它大约有7个贝加尔湖（地球上最深的湖）那么深，假如把世界上最高的珠穆朗玛峰加上一座泰山，放到海沟里去，还不能露出水面。

一般认为，马里亚纳海沟是由于地球上两个最大的板块—欧亚板块和太平洋板块在长期的不断挤压、碰撞中形成的，太平洋板块俯冲插入亚欧板块之下，随后不断下沉，在发生碰撞的地方形成海沟，在靠近大陆一侧则隆起形成海岸山脉。整个俯冲体系全长约2800千米，呈南北走向。这条海沟的形成据估计已有6000万年，其在海平面以下的深度已经超过珠穆朗玛峰的海拔最高处，主海沟底部有较小陡壁谷地一一查林杰海渊。

1960年,美国的“的里亚斯特”号深潜器进入马里亚纳海沟；2012年，美国好莱坞著名导演詹姆斯·卡梅隆（JamesCameron）独自乘坐“深海挑战者”号深潜器，下潜近11千米，探底马里亚纳海沟，成为单枪匹马潜至“最深处”的第一人；2016年，中国“探索一号”深潜器在马里亚纳海沟海域开展了我国海洋科技发展史上第一次综合性万米深渊科考活动；2020年，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。

依照板块构造学说的解释，海沟是大陆板块与大洋板块交界处，由于不同的地质构造所形成的巨大裂缝，当海洋板块因海底扩张向大陆板块撞击时，其前缘俯冲到大陆板块之下，并托入到地幔下层，这样就形成海沟。马里亚纳海沟是由于地球上两个最大的板块—欧亚板块和太平洋板块在长期的不断挤压、碰撞中形成的，太平洋板块俯冲插人亚欧板块之下，随后不断下沉，在发生碰撞的地方形成海沟，在靠近大陆一侧则隆起形成海岸山脉。

马里亚纳岛弧系是太平洋板块和菲律宾海板块的会聚带，其以马里亚纳海沟为明显特征。马里亚纳海沟北与伊豆-小笠原海沟相接，构成菲律宾海板块的东界。在全球构造和地球动力学研究中，马里亚纳弧令人产生浓厚兴趣，一方面是因它作为一类岛弧系和俯冲带的代表，另一方面是因为它是弧后扩张的典型地区。因此，马里亚纳岛弧系也就成为了马里亚纳海沟研究的关键部分。

马里亚纳海沟以西，ECSMA（中国东海磁力高带）以东，存在着一大片稍具条带状特征的地区，称之为马里亚纳西结构区。这个大结构区的深部地壳，究竟是洋还是陆，现在尚难说清。仅知日本本州岛的南部，四国及九州岛都是它的边缘部分，大面积的菲律宾海也是与之相连的。因此，要想探测马里亚纳西结构区深部地壳的构成因素，马里亚纳海沟作为最深的海沟，在研究中有着不可代替的作用。

海沟常被海底一些高地或海岭分隔为若干不连续的段，同时，延伸方向也发生明显转折。如马里亚纳海沟南段在北纬11°、东经140°附近,发生近90°的转折,东经140°。据研究，以东的海沟近东西方向、以西的海沟近南北方向，马里亚纳海沟的这一转折与加罗林海岭有关。

马里亚纳海沟位于太平洋西北部、菲律宾群岛东北角、马里亚纳群岛东侧，从硫群岛附近以东起，经塞班天堂岛、关岛以东,到雅浦岛附近止。在该海沟形成发育有过程中，随着菲律宾海板块的扩张和旋转，其位置及形态也不断发生巧变，因此延伸方向由北西西一南南东向逐渐变为现今的近南北向。同时，随着太平洋板块的运动，海沟位置也向北推进了大约10个度带，目前该海沟横跨北纬10°～18°之间,中心位置为北纬15°，东经147.3°。

海沟通常呈单列延布，但马里亚纳海沟较为特殊，它与其它海沟发生分叉现象：一列向南，为伊豆一小签原海沟、马里亚纳海沟、雅浦海沟、帛琉海沟；另一列向西南，为西南日本海沟，琉球海沟、马尼拉海沟、菲律宾海沟。

马里亚纳海沟位于太平洋的西部，是太平洋西部洋底一系列海沟的一部分。在马里亚纳海沟的北部有阿留申、千岛、日本等小型海沟，南部则有新不列颠和新赫布里底等海沟，它紧靠世界著名海岛—塞班岛。

马里亚纳海沟被太平洋的海峰分为三片区域。

北段 (120.5°N~25°N)又称为北马里亚纳海沟，可以被 6000m 等深线圈闭，海沟轴部水深平均 7000m~8000m，少数区域水深大于8000m。海沟洋侧地形较为平缓，海盆平均水深5000 m~6000m，盆内海山的分布较少且远离海沟轴部。

中段(15°N~20.5°N)被太平洋的大型海山链切割。中段偏北区域海沟不连续，洋侧海山与周围盆地的相对高差超过 4000m，而被分隔的海沟水深平均6000m~7000m；而中段 18.5 °以南区域的海沟相对较为连续，海沟底部能被 7000m 等深线圈闭，大部分区域的沟底水深超过 8000m;并且在该区域洋侧海山分布与北部相比较少，且远离海沟轴部。

在 15°以南为马里亚纳海沟南段(15°N~10.7°N)。南段水深最大，海沟底部能被8000m等深线圈闭，在绝大部分区域海沟轴部最深处超过9000m。在其洋侧也分布有一些与周围盆地高差超过 3000m 的海山；在海沟的最南端，其洋侧斜坡上可见大量与海沟轴部平行的凹地。

整体来看，马里亚纳海沟不同位置水深具有明显的分段性，若先不考虑海沟中段太平洋的大型海山链所分隔的部分区域,海沟的水深由北向南逐渐变大，沟底水深由6000ｍ-7000ｍ逐渐增加，直到超过9000ｍ。

马里亚纳海沟中完全黑暗，海水温度低、含氧量低，且食物资源匮乏，因此成为地球上环境最恶劣的区域之一。

在世界海洋最深处11034米深的马里亚纳海沟，海水压力达到100兆帕斯卡。深度越深，压力越大，海水自身的体积就缩小，一般每增加10万帕斯卡压力，海水只缩小原来体积的47/100万。对于1万米水深处的马里亚纳海沟的海水，压力约为100兆帕，原先体积为1000m的海水，被压缩成935m。体积缩小，密度增大，随之比重增大，故深海处海水重量要比浅水层的海水重量大些。

整体来看，马里亚纳海沟不同位置水深具有明显的分段性，若先不考虑海沟中段太平洋的大型海山链所分隔的部分区域,海沟的水深由北向南逐渐变大，沟底水深由6000ｍ-7000ｍ逐渐增加，直到超过9000ｍ。

马里亚纳海沟不仅存在着巨大压力和恶劣环境，而且拥有惊人的吸水能力。这一能力与全球风系统和水循环密不可分。

全球风系统是大气环流的产物，驱动了地球上的大气逆转运动。这些风系统中最知名的是东北贸易风和西南贸易风，它们在赤道附近形成了热带气旋。这些风系统在塑造马里亚纳海沟的吸水能力中发挥着重要作用。

东北贸易风：东北贸易风从高纬度北半球的温带地区吹向近赤道地区，主要在更低纬度的热带地区形成代表性的马尔斯顿环流。这个环流造成了海洋的垂直流动，将温暖的表层水沉降到深海的马里亚纳海沟中。

西南贸易风：西南贸易风夏季从海洋吹向温带地区，并导致海洋深层水的上升，形成温涨流。这些暖流在马里亚纳海沟周围聚集，并通过下沉进入海沟。

水循环是地球上的水资源在地质时间尺度上的循环过程，涉及蒸发、凝结、降水和地下水再补充。与全球风系统相互作用的地球上的水循环也影响着马里亚纳海沟的吸水能力。

蒸发和降水：因太阳能的加热，海洋的表层水不断蒸发，形成了水蒸气。这些水蒸气最终形成云层，通过降水和大气循环降到地面。降水充实了海洋的深层水，然后进入马里亚纳海沟，增强其吸水能力。

地下水再补充：除了海洋，地球上的水循环还涉及地下水。大雨将水渗入土壤，逐渐向地下渗透，并通过地下水系统补充了海洋深层水。这些地下水通过地震和火山活动等路径进入马里亚纳海沟。

综上所述，全球风系统和水循环共同作用是马里亚纳海沟吸水能力的关键因素。通过东北贸易风和西南贸易风的驱动，温暖的海洋表层水和深层水不断输入马里亚纳海沟。大气中的水蒸气通过降水和地下水的再补充，进一步充实了马里亚纳海沟的水资源。

根据J.门捷列夫号调查船在内坡上取得的岩样表明，马里亚纳海沟底部是起镁铁岩和辉长岩，往上为辉绿岩和枕状熔岩，顶部为火山碎屑沉积物。1978年，“T.华盛顿”号调查船在马里亚纳航次期间作了几次拖网采样，发现了类似的岩石，包括蛇纹岩禾几种榄橄岩。在内坡上部，深海钻探也发现了一些高温变质的玄武岩和辉长岩碎块。

在2019年5月28日，我国远洋综合科考船“科学”号科考队员在马里亚纳海沟南侧海山发现了近10片五彩斑斓的珊瑚林。林内各种珊瑚和柱星等集聚生长，犹如“海底花园”一般，实属罕见。

1990年，日本东京大学海洋研究所的科研人员在马里亚纳海沟的淤泥中发现了大量毒性比氰化钾大500～1000倍的豚毒。其中1克泥中含25～90纳克（1纳克相当于10亿分之一克）豚毒、也就是说，10克海底淤泥中所含毒素就能毒死1只老鼠，10公斤海底游泥中所含毒素（0.5～1毫克）便能致人丧命。

地壳是指地球表面由岩石组成的一层坚硬壳体。马里亚纳海沟处地壳仅5~6km，平均地壳厚度为35km。

马里亚纳海沟整体呈向东凸出的新月型，该海沟的特点是弧形十分清晰。因为大洋性玄武岩体的侵入，可分成北马里亚纳海沟和马里亚纳海沟。

北马里亚纳海沟位于伊豆－小笠原海沟和马里亚纳海沟之间，以链状相接。一般深度达6000～7000米，北部最大深度超过8600米。海沟有的部位呈雁形排列。

马里亚纳海沟则由东转向东南方向延伸，是世界大洋中最深的一个海沟。水深自北向南加深，海沟最大观测深度11034米。海沟横断面呈不规则的“V”字形，沟坡很陡，但西坡（岛坡）比东坡（洋坡）缓，洋坡更陡哨。虽然斜坡面很陡，但深海沟沟底平缓，宽度不到2千米且在10000～10900米附近的海沟底却有1～5千米宽大的近乎水平的面。

马里亚纳海沟不易发现俯冲增生棱柱体，以后期远洋一半远洋以及陆源等充填沉积为主，沉积物呈水平产出，并具有正常地层层序，仅在较陡哨的岛弧坡面发生滑塌堆积使得沉积层复杂化。

海沟中沉积物一般不厚，大多不过数百米。海底的深沟，是由坚硬的岩石组成，海底上盖着薄薄的一层泥沙。所以，在海沟中采样，除获得玄武岩和超基性岩以外，远离大陆的海沟中的沉积物为远洋的软泥（如马里亚纳海沟中挖得硅藻软泥）。马里亚纳海沟沟底的软泥，有的来自繁殖于海面上的微小生物的遗体，据研究，这些微生物的遗体从海面沉到海底，大约得一年光景。

虽然在万米的海沟下，条件极其恶劣，高压、漆黑和冰冷，通常温度只有2℃（极少数海底受地热的影响水温可高达380℃）。但是，这里科学家在这里竟然看到有一条比目鱼和一只鹰爪虾在游动。而且，在千米深的海水中，还有熟知的虾、十腕总目、章鱼、枪乌贼以及抹香鲸等大型海兽类；在2000~3000米处还发现 了成群的大嘴琵琶鱼；在8000米以下，还发现了仅18厘米的新鱼种；最深处则很少看到动物了。

到目前为止，日本海洋地球科学和技术机构已经从地球上最深的马里亚纳海沟（水深10898米）处取得180个独立的微生物品种。

自1928年Downie发现第一个嗜碱菌（Streptococcus faecalis）以来，已从海洋等碱性环境中分离得到多种类型的嗜碱菌。除古菌外，还有细菌、放射菌和真菌的一些种，既有好氧的，也有厌氧的，广泛分布于热泉、南极以至马里亚纳海沟等极端环境中。

1951年，英国皇家海军调查船“挑战者”号发现了马里亚纳海沟。可是，直到50年代末，尽管人类已发射卫星进入太空，却直没人敢下到这片神秘莫测的深渊中去。

1951—1952年英国海洋调查船—“挑战者8”号进行世界周航海洋调查，发现马里亚纳海沟挑战者（Challenger）海渊，当时探测出的深度为10836m。马里亚纳海沟的最深处之所以叫挑战者海渊，就是为了纪念发现它的英国海洋调查船“挑战者8”号而得名的。此后，这一数据也不断被新的纪录所修正。

继挑战者海渊被发现后，1957年苏联的“勇士”（Vityaz）号船利用声波反射装置再次对海渊进行了勘察工作，此次测量出的海渊深度为11034m。

1959年，美国工程师雅克·皮卡德和美国海军上尉沃什决定乘坐“特里亚斯德号”，再次探测被称为“挑战者海渊”的马里亚纳海沟。这次探测是人人类首次到达挑战者深渊的海底，同时也对海沟深度进行了第二次正式更正。

特里亚斯德号抵达关岛后先后两次出海做了深潜水试验。第一次潜水的最大深度是5670米，第二次是7320米。但是这两次潜水都没有达到最深处，因此，他们开始了第三次下潜活动。

12点6分，当下降到9880米时，他们听到了强大而压抑的爆炸声，艇体好像遇到轻微的地震那样摇动起来。13点6分，特里亚斯德号缓缓地沉降到了海底，此时深度表上指着10912米（当时测定）。沃什拍了四下音响电话的键子，这是事先约定好的“安全到达海底”的信号。13点26分，特里亚斯德号慢慢地从海底抬起了它那笨重的150吨的体积，开始了向海面世界的长达10000多米的归途。经过3个半小时的浮升，特里亚斯德号终于浮出了水面。

这次勘察活动，一方面采集到许多深海珍奇动物标本，推翻了当时英国著名生物学家福布斯主张的“海洋中540米以下无生物存在”的观点；另一方面，测得其深度的更准确数据——10912米。

1995年，日本海洋科技中心耗资5000万美元研制出装备有复杂的摄像机、声呐和机械手的“海沟号”缆控式水下机器人。

“海沟号”到达查林杰海渊底部，测深表显示的水深值是10903.3米，修正水深为10911.4米（修正水深是根据水压测定的值，通过含盐量、水温资料修正后的深度）。

日本海洋研究开发机构地球内部变动研究中心与英国海洋研究所还利用深海无人探测器，在探测10000米深的马里亚纳海沟时，从海底的表层堆积物中首次分离出带壳的海生单细胞动物——有孔虫类，平均每平方厘米有449只。通过遗传基因分析，发现有孔虫类与现在海洋中常见的带壳种类在8亿～10亿年前走上了两条进化道路，可称为海底的活化石。

2012年3月26日，关岛当地时间7：52，即北京时间5：52，美国好莱坞著名导演詹姆斯·卡梅隆（执导《泰坦尼克号》《阿凡达》），成功下潜至世界海洋的最深处——马里亚纳海沟的挑战者海渊底部10898.5米。于当地时间26日上午返回水面。卡梅隆是抵达海沟底部的第三个人，也是单独下潜的第一人。卡梅隆此次潜水除了为科学研究搜集样本之外，还拍摄了一些照片和影片。

2019年4月，维克托·维斯科沃驾驶DSV Limiting Factor抵达深度10,928米处, 比前记录多了16米。同年5月1日，再度下成为世界记录中第一位抵达深渊两次的人。他在挑战者深渊海床上看到了塑料袋及糖果包装纸。

2012年6月，中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号载人潜水器”在马里亚纳海沟成功下潜7062米，创造了世界同类作业型载人潜水器最大下潜深度纪录，标志着中国海底载人科学研究和资源勘探能力达到国际领先水平。

2016年6月22日至8月12日，我国“探索一号”科考船在马里亚纳海沟海域开展了我国海洋科技发展史上第一次综合性万米深渊科考活动。在这次探测中，“探索一号”科考船的队员们把升降器从后甲板缓缓放入海中。升降器成功沉人海底后，把一块写有中科院的英文缩写-“CAS”的标识布放入挑战者深渊的万米海底之下。这是继“蛟龙号”7000米海试成功后我国海洋科技又一里程碑，标志着我国的深潜科考开始进入万米时代。

2018年8月24日，“探索一号”再次挺进马里亚纳海沟海域进行科考，历时54天，终于取得了非常棒的成果，创造了3项国际首次和3项国内首次的纪录，国内首次获取了马里亚纳海沟与雅浦海沟之间关键通道的断面水文数据和水体样品。

2020年10月10日，在“探索一号”和“探索二号”船”两艘科考船的支持保障下，“奋斗者”号从三亚崖州湾南山港码头启航，奔赴西太平洋马里亚纳海沟海域。在预定海域完成前期准备工作后，这个深海潜水器便在工作人员的配合下开始进行万米深潜试验任务。

同年10月27日，“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜突破10000米，此后捷报频传，截至11月19日，它在预定海域一共进行了13次下潜活动，其中8次突破万米，并创造了10909米的中国载人深潜新纪录。万米深潜试验圆满结束后，“奋斗者”号便于2020年11月28日随船胜利返航。“奋斗者”号在海底共工作约6个小时，不仅拍摄了许多宝贵的图像资料，还借助采样工具带回了一些诸如矿物质、沉积物、深海生物及深海水等样品。这标志着中国已经具备了潜人和探索100%海域的能力，同时也刷新我国无人潜水器最大下潜深度纪录，填补了我国万米作业型无人潜水器的空白。

这次在马里亚纳海沟的海洋测试任务，是中国海洋技术领域的一个里程碑，为中国深渊科学研究提供了一种全新的技术手段，也标志着中国无人潜水器技术跨入了一个可覆盖全海深探测与作业的新时代。

在马里亚纳海沟的部分区域，俯冲地壳上的古老火山和其他构造被带入深沟内，首先是隆起，然后在内壁沟槽内形成规模较大的沉积物，并形成了沉积棱柱体形态。这些沉积物的深度绵延了几千米，并在其自身重量的作用下被压缩，进而使得在压力作用下的水和泥浆进入了泥火山的表面。当俯冲板块开始融化（深约110km）时，上升的融化物形成了火山链，称为岛弧。

在海沟形成的另一种火山是俯冲带特有的，称之为冷火山或泥火山，这些火山喷出一种蛇纹石矿物质泥浆。海水穿透壕沟壁的裂缝，与地球内部深处的地幔岩发生反应时形成蛇纹石，自身的膨胀迫使其到达地表，像熔岩一样倾泻在海底，并形成了蛇纹岩海山侧翼，然后这些流体在海底形成了像烟窗一样的矿物质，类似于大洋中脊的黑烟肉。

中国的地理古籍《山海经》中记载“东海之外有大壑”。在我国东海之外，确实有一条深深的大沟整，那就是位于日本东海岸的马里亚纳海沟，正在如今3·11日本地震频发的东海岸之下。马里亚纳海沟是世界最深的海沟，紧邻日本东海岸。这条海沟东面大洋的平均海拔为-6000米左右，即低于海平面6000余米。更可怕的是，从日本东海岸的零海拔地面到这6000米深的地方，仅有200千米，落差非常大，因此这一带地势非常陡。

可以说，日本岛俨然就是一座屹立在6000米深的悬崖边上的城池。对立于危崖之上的日本，很多人表示了担忧。美国国家科学院院长BruceAlberts 博士在接受《时代周刊》记者采访时严肃指出：经过了2004年末的印尼大地震，亚洲一太平洋板块正在变得越发脆弱，地震和海啸也将越发活跃。尤其是亚洲东部的日本列岛已经处在了一个随时可能塌陷的“漏斗”之上。

由于受到亚洲大陆板块的推压和太平洋板块后退的影响，马里亚纳海沟正在以每年10厘米的速度向东北方向，即太平洋一日本列岛一线扩张。印尼大地震后，科学家观测到海沟又进一步加快了东扩的步伐。处在太平洋和亚洲两大板块交界的日本列岛无疑已经身处在这个世界上最深的“漏斗”的边缘。如果再遇到一两次超强的海底大地震，很可能除了南部的琉球群岛以外，日本列岛将面临灭顶之灾滑人大海沟。

在海洋科学的研究中，我们发现了马里亚纳海沟的吸水能力对于维持全球海洋环境的平衡具有重要意义。

海洋深层循环系统是指水体在全球范围内的大规模运动和交换过程，其中包括了水的上升和下沉。海洋的深层循环非常复杂，涉及到多种因素和力量的作用。而马里亚纳海沟作为地球上最深的地方之一，对海洋深层循环系统起着非常关键的作用。

马里亚纳海沟可以被视为海洋深层循环系统中的“水下漏斗”。它的存在使得大量的海水能够下沉到海洋的深层，这对于平衡全球海洋环境至关重要。海水中含有的氧气、营养物质和溶解态碳都是海洋生物生存和繁衍所需要的重要元素。通过马里亚纳海沟，这些重要元素被有效地输送到了海洋深层，维持了海洋生态系统的稳定。

马里亚纳海沟也起到了将深层水体中的富营养物质和二氧化碳带回到海洋表层的作用。这种物质的输入和输出平衡是维持海洋生态平衡所必需的。

除了对海洋生物生态系统的影响，马里亚纳海沟还对全球气候系统产生了重要影响。海洋是地球上的一个巨大的碳储库，其中有大量的溶解态碳存在。马里亚纳海沟通过海水的下沉作用，将大量的碳输入到海洋深层。

这可以减轻大气中的二氧化碳含量，进而对全球气候产生平衡作用。马里亚纳海沟还参与了全球热量和盐度的分布调节，对全球气候的影响不可忽视。

海洋环境辽阔深广，风云水势变幻莫测，目前人类对它的认识还是不完全的。据估计，人们只对大约20%的海域进行过调查，只对其中的5%做过系统研究。目前，人类向太空的探索已触及宇宙边缘，在最深的马里亚纳海沟也已开展了大量的商业及科学研究工作，但对地下空间的探索却远远不够。截至目前，人类对地下空间最深的探测距离为苏联于1970年钻探的科拉钻井，深约11000m，但并未开展有实质意义的商业及工业活动。人类进行大规模工业活动的地下深度集中在5000m以内，远远小于地球6378km的半径，因此地下空间的开发具有极大的潜力。

为了适应海洋开发的需要，战胜海洋灾害（台风、暴雨、海啸、旋流等），必须创建全球性或地区性的海洋环境预报、导航定位、海洋环境监视监测、海洋资料服务，海洋天气长期预报等系统。