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頭的鯊魚，紛紛游出深海，整個晚上逗留在海面附近。他們在上層水域狂歡，進食，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”（diel vertical migration），通常認為是地球上最大的同步洄游。地球繞自身軸線自轉，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《海洋科學前沿》（Frontiers in Marine Science）的一項研究顯示，單個硅藻（diatom）細胞進行 400 微米的垂直移動，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，海洋中硅藻的總數高達 4×10²⁹ 個——由此估算，全球硅藻每天上下移動 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，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（Arctic University of Norway）的海洋科學家坎查納·班達拉（Kanchana Bandara）說。

19 世紀初，科學家就首次記錄下了海洋生物的遷移行為：當時，博物學家喬治·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)域意外偏轉了海軍聲納的聲脈沖，而且每天晚上會神秘消失，如同幽靈海床一般。 

美國斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography）的科學家馬丁·強森（Martin Johnson）提出了一個解釋：深海散射層可能是向上遷移至海洋表面的海洋動物。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物，證明了會動的深海散射層由夜間遷移的鮮活生物組成。

自此之后，科學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海洋棲息地。”班達拉解釋道，“從熱帶到極地，在各種地理位置上都相當普遍，而且也常見于各個生物分類群，從微小的浮游動物或浮游植物，到大型鯨和鯊魚。” 

盡管海洋生物夜間移動的現(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物如何知道什么時候該遷移，因為極地每年有好幾個月不是極晝就是極夜。如今，研究人員致力于理解其中緣由，同時確定各種生物何時開始這趟旅行，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中的細微差異非常重要，科學家講道，因為晝夜垂直遷移相當于一個巨型傳送帶，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?？紤]到生物垂直移動的規(guī)模之大，碳傳送的影響也是難以估量的。