เขตทะเลลึกหรือเขตทะเลลึกเป็นชั้นหนึ่งของเขตทะเลเปิดของมหาสมุทรคำว่าabyssมาจากคำภาษากรีกἄβυσσος ( ภาษากรีกโบราณ : ἄβυσσος , โรมันไนซ์ :  abyssos ) ซึ่งหมายถึง "ไร้ก้นบึ้ง" ^{[ 1 ]}ที่ระดับความลึก 4,000–6,000 เมตร (13,000–20,000 ฟุต) ^{[ 2 ]}เขตนี้ยังคงอยู่ในความมืดมิดตลอดเวลา^{[ 3 ] [ 4 ]}มันครอบคลุมพื้นที่ 83% ของพื้นที่ทั้งหมดของมหาสมุทรและ 60% ของพื้นผิวโลก^{[ 5 ]}เขตทะเลลึกมีอุณหภูมิประมาณ 2–3 °C (36–37 °F) ตลอดมวลส่วนใหญ่^{[ 3 ]}แรงดันน้ำสามารถสูงถึง 76 MPa (750 atm; 11,000 psi)

เนื่องจากไม่มีแสง การสังเคราะห์แสงจึงไม่สามารถเกิดขึ้นได้ และไม่มีพืชที่ผลิตออกซิเจน โมเลกุล (O2 ₎ซึ่งส่วนใหญ่มาจากน้ำแข็งที่ละลายไปนานแล้วจากบริเวณขั้วโลกน้ำตามพื้นทะเลของโซนนี้แทบจะไม่มีออกซิเจนโมเลกุล ส่งผลให้เป็นกับดักแห่งความตายสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถกลับไปยังน้ำที่มีออกซิเจนสูงกว่าได้อย่างรวดเร็ว หรือไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ บริเวณนี้ยังมีความเข้มข้นของเกลือธาตุอาหาร เช่นไนโตรเจน ฟอสฟอรัสและซิลิกาสูงกว่า มาก เนื่องจากมีสารอินทรีย์ที่ตายแล้ว จำนวนมาก ที่ลอยลงมาจากมหาสมุทรด้านบนและเน่าเปื่อย^{[ 3 ]}

บริเวณด้านล่างของเขตทะเลลึกเรียกว่าเขตฮาดัลที่ มีประชากรเบาบาง ^{[ 1 ]}บริเวณด้านบนเรียกว่าเขตบาธยัล^{[ 1 ]}

ร่องลึกหรือรอยแยกที่ลึกหลายพันเมตรใต้พื้นมหาสมุทร (เช่น ร่องลึกกลางมหาสมุทร เช่นร่องลึกมาเรียนาในมหาสมุทรแปซิฟิก ) แทบจะไม่มีการสำรวจเลย^{[ 6 ]}ก่อนหน้านี้ มีเพียงเรือดำน้ำTriesteเรือดำน้ำควบคุมระยะไกลKaikōและNereus เท่านั้น ที่สามารถลงไปถึงระดับความลึกเหล่านี้ได้^{[ 7 ] [ 8 ]}อย่างไรก็ตาม ณ วันที่ 25 มีนาคม 2555 ยานพาหนะลำหนึ่งคือDeepsea Challengerได้ลงไปถึงระดับความลึก 10,898 เมตร (35,756 ฟุต)

ความเบาบางของผู้ผลิตขั้นต้นหมายความว่าสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ในเขตทะเลลึกต้องพึ่งพาหิมะทะเล ที่ตกลงมาจากชั้นมหาสมุทรด้านบน มวลชีวภาพของเขตทะเลลึกเพิ่มขึ้นใกล้พื้นทะเลเนื่องจากวัสดุที่ย่อยสลายและ ผู้ย่อยสลายส่วนใหญ่อยู่บนพื้นทะเล^{[ 9 ]}

องค์ประกอบของที่ราบก้นทะเลลึกขึ้นอยู่กับความลึกของพื้นทะเล ที่ระดับความลึกมากกว่า 4,000 เมตร พื้นทะเลมักประกอบด้วยเปลือกแคลเซียมของฟอรามินิเฟอรา แพลงก์ตอนสัตว์และแพลง ก์ตอน พืช ที่ระดับความลึกมากกว่า 4,000 เมตร เปลือกจะละลายไป เหลือไว้เพียงพื้นทะเลที่เป็นดินเหนียวสีน้ำตาลและซิลิกาจากแพลงก์ตอนสัตว์และแพลงก์ตอนพืชที่ตายแล้ว^{[ 3 ]} แบคทีเรียสังเคราะห์เคมี ช่วยสนับสนุนชุมชนขนาดใหญ่และหลากหลายใกล้กับ ปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลโดยทำหน้าที่ในระบบนิเวศเหล่านี้คล้ายกับที่พืชทำในบริเวณที่มีแสงแดดส่องถึงด้านบน^{[ 10 ]}

ก้อนแมงกานีสซึ่งพบได้ในบางพื้นที่ของทะเลลึก ได้รับการเสนอให้ผลิตออกซิเจนโดยทีมวิจัยจากสมาคมวิทยาศาสตร์ทางทะเลแห่งสกอตแลนด์^{[ 11 ]}พวกเขาสังเกตเห็นความเข้มข้นของออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นในบางการทดลองที่มีก้อนแมงกานีสอยู่ อย่างไรก็ตาม การวิจัยนี้มีปัญหาสำคัญหลายประการรวมถึงการที่ไม่มีก้อนแมงกานีสอยู่ในการทดลองบางส่วน และไม่มีนักวิจัยคนอื่นใดที่สามารถทำซ้ำผลลัพธ์ได้^{[ 12 ]}

สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในระดับความลึกนี้ต้องวิวัฒนาการเพื่อเอาชนะความท้าทายที่เกิดจากเขตน้ำลึก ปลาและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังต้องวิวัฒนาการเพื่อทนต่อความหนาวเย็นจัดและความดันสูงในระดับนี้ ไม่เพียงแต่พวกมันต้องหาวิธีล่าและเอาชีวิตรอดในความมืดมิดตลอดเวลาเท่านั้น แต่พวกมันยังต้องเจริญเติบโตในระบบนิเวศที่มีออกซิเจนและชีวมวล แหล่งพลังงาน และเหยื่อน้อยกว่าในเขตด้านบน เพื่อความอยู่รอดในสภาวะเหล่านี้ ปลาและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ จำนวนมากจึงพัฒนากระบวนการเผาผลาญที่ช้าลงมาก และต้องการออกซิเจนน้อยกว่าสิ่งมีชีวิตในเขตด้านบน สัตว์หลายชนิดยังเคลื่อนไหวช้ามากเพื่อประหยัดพลังงาน อัตราการสืบพันธุ์ของพวกมันก็ช้ามากเช่นกัน เพื่อลดการแข่งขันและประหยัดพลังงาน สัตว์ในบริเวณนี้มักมีกระเพาะและปากที่ยืดหยุ่นได้ เพื่อที่ว่าเมื่อพบเหยื่อที่หายาก พวกมันจะสามารถกินได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้^{[ 10 ]}

ความท้าทายอื่นๆ ที่สิ่งมีชีวิตในเขตน้ำลึกต้องเผชิญคือแรงดันและความมืดที่เกิดจากความลึกของเขตดังกล่าว สิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่อาศัยอยู่ในเขตนี้ได้วิวัฒนาการเพื่อลดช่องว่างอากาศภายใน เช่นถุงลมว่ายน้ำการปรับตัวนี้ช่วยปกป้องพวกมันจากแรงดันมหาศาล ซึ่งอาจสูงถึงประมาณ 75 MPa (11,000 psi) การไม่มีแสงยังก่อให้เกิดการปรับตัวที่แตกต่างกันมากมาย เช่น การมีดวงตาขนาดใหญ่และความสามารถในการผลิตแสงของตัวเอง ( การเรืองแสงทางชีวภาพ ) ดวงตาขนาดใหญ่จะช่วยให้สามารถตรวจจับและใช้แสงใดๆ ที่มีอยู่ได้ ไม่ว่าจะน้อยเพียงใดก็ตาม^{[ 3 ]}โดยทั่วไปแล้ว สัตว์ในเขตน้ำลึกจะเรืองแสงทางชีวภาพ โดยผลิตแสงสีน้ำเงิน เนื่องจากแสงในช่วงความยาวคลื่นสีน้ำเงินจะถูกลดทอนลงเมื่อเดินทางในระยะทางที่ไกลกว่าความยาวคลื่นอื่นๆ^{[ 14 ]}เนื่องจากการขาดแสงนี้ จึงไม่จำเป็นต้องมีลวดลายที่ซับซ้อนและสีสันสดใส ปลาส่วนใหญ่ได้วิวัฒนาการให้มีสีโปร่งใส สีแดง หรือสีดำ เพื่อให้กลมกลืนกับความมืดได้ดีขึ้น และไม่ต้องเสียพลังงานไปกับการพัฒนาและรักษารูปแบบที่สดใสหรือซับซ้อน^{[ 3 ]}

เขตน้ำลึกประกอบไปด้วยสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด รวมถึงจุลินทรีย์ สัตว์จำพวกครัสเตเชียน หอย (หอยสองฝา หอยทาก และเซฟาโลพอด) ปลาหลายชนิด และอาจรวมถึงสัตว์บางชนิดที่ยังไม่ถูกค้นพบอีกด้วย ปลาส่วนใหญ่ในเขตนี้จัดเป็นปลาหน้าดินหรือ ปลาที่อาศัยอยู่ทั้งบนพื้นทะเลและ ในน้ำตื้น ปลาหน้าดินคือปลาที่มีถิ่นที่อยู่บนหรือใกล้พื้นทะเล (โดยทั่วไปอยู่ห่างจากพื้นทะเลไม่เกินห้าเมตร) ปลาส่วนใหญ่จัดอยู่ในประเภทนี้ เนื่องจากพื้นทะเลมีสารอาหารส่วนใหญ่ของเขตน้ำลึก ดังนั้นห่วงโซ่อาหารที่ซับซ้อนที่สุดหรือมวลชีวภาพที่มากที่สุดจึงอยู่ในบริเวณนี้ของเขตน้ำลึก

สิ่งมีชีวิตในเขตทะเลลึกอาศัยกระบวนการทางธรรมชาติของชั้นมหาสมุทรที่สูงกว่า เมื่อสัตว์จากระดับมหาสมุทรที่สูงกว่าตาย ซากของพวกมันจะลอยลงไปยังเขตทะเลลึกเป็นครั้งคราว ซึ่งสิ่งมีชีวิตในระดับความลึกสามารถกินซากเหล่านั้นได้ เมื่อซากวาฬตกลงไปยังเขตทะเลลึก จะเรียกว่าการตกของวาฬซากของวาฬสามารถสร้างระบบนิเวศที่ซับซ้อนสำหรับสิ่งมีชีวิตในระดับความลึกได้^{[ 7 ]}

สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนพื้นทะเลในเขตน้ำลึกจะต้องมีวิวัฒนาการลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่สามารถป้องกันพวกมันจากน้ำที่มีออกซิเจนต่ำเหนือพื้นทะเล หรือช่วยให้พวกมันสามารถดึงออกซิเจนจากน้ำด้านบนได้ ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้สัตว์สามารถเข้าถึงพื้นทะเลและสารอาหารที่อยู่บริเวณนั้นได้^{[ 15 ]}นอกจากนี้ยังมีสัตว์ที่ใช้เวลาอยู่ในส่วนบนของเขตน้ำลึก บางชนิดยังใช้เวลาอยู่ในเขตที่อยู่เหนือขึ้นไป คือเขตน้ำลึกมาก (bathyal zone) อีกด้วย แม้ว่าจะมีปลาหลายชนิดที่เป็นตัวแทนของกลุ่มและชั้นต่างๆ มากมาย เช่นActinopterygii (ปลาครีบแข็ง) แต่ก็ไม่มีสมาชิกใดในชั้นChondrichthyes (สัตว์เช่นฉลาม ปลากระเบน และปลาคิเมร่า) ที่รู้จักว่าใช้เขตน้ำลึกเป็นที่อยู่อาศัยหลักหรือถาวร ไม่ว่าจะเป็นเพราะทรัพยากรที่จำกัด ความพร้อมของพลังงาน หรือข้อจำกัดทางสรีรวิทยาอื่นๆ ก็ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด สัตว์ในชั้น Chondrichthyes ส่วนใหญ่จะลงไปลึกได้เพียงเขตน้ำลึกมากเท่านั้น^{[ 16 ]}

สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในเขตทะเลลึก ได้แก่:    

• ปลาสามขา ( Bathypterois grallator ): ถิ่นที่อยู่ของพวกมันคือตามพื้นมหาสมุทร โดยปกติจะอยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 4,720 เมตรใต้ระดับน้ำทะเล ครีบเชิงกรานและครีบหางของพวกมันมีก้านกระดูกยาวที่ยื่นออกมา พวกมันจะหันหน้าเข้าหากระแสน้ำขณะยืนนิ่งอยู่บนก้านกระดูกยาว เมื่อพวกมันรู้สึกถึงอาหารอยู่ใกล้ๆ พวกมันจะใช้ครีบหน้าอกขนาดใหญ่ฟาดเหยื่อที่ไม่ทันตั้งตัวเข้าหาปาก ปลาชนิดนี้แต่ละตัวมีอวัยวะสืบพันธุ์ทั้งเพศผู้และเพศเมีย ดังนั้นหากหาคู่ไม่ได้ พวกมันก็สามารถผสมพันธุ์ในตัวเองได้
• ปลาหมึกดัมโบ้ : ปลาหมึกชนิดนี้มักอาศัยอยู่ที่ความลึกระหว่าง 1,000 ถึง 7,000 เมตร ซึ่งลึกกว่าปลาหมึกชนิดอื่นๆ ที่รู้จักกัน พวกมันใช้ครีบที่อยู่บนหัว ซึ่งมีลักษณะคล้ายหูที่กระพือ เพื่อลอยตัวอยู่เหนือพื้นทะเลเพื่อหาอาหาร พวกมันใช้หนวดช่วยในการเปลี่ยนทิศทางหรือคลานไปตามพื้นทะเล เพื่อต่อสู้กับแรงดันมหาศาลในเขตน้ำลึก ปลาหมึกชนิดนี้จึงสูญเสียถุงหมึกไปในระหว่างวิวัฒนาการ พวกมันยังใช้ถ้วยดูดที่มีโครงสร้างคล้ายเส้นใยเพื่อช่วยตรวจจับผู้ล่า อาหาร และสิ่งอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมของพวกมัน
• ปลาไหลคัสก์ (สกุลBassozetus ): ไม่มีปลาชนิดใดที่รู้จักกันว่าอาศัยอยู่ในระดับความลึกมากกว่าปลาไหลคัสก์ ความลึกของแหล่งที่อยู่อาศัยของปลาไหลคัสก์อาจสูงถึง 8,370 เมตรใต้ระดับน้ำทะเลครีบท้อง ของสัตว์ชนิดนี้ เป็นอวัยวะคล้ายหนวดที่แยกเป็นสองแฉกซึ่งทำหน้าที่เป็นอวัยวะรับความรู้สึก ปลาไหลคัสก์ส่งเสียงเพื่อผสมพันธุ์ ปลาไหลคัสก์ตัวผู้มีกล้ามเนื้อส่งเสียงสองคู่ ในขณะที่ปลาไหลคัสก์ตัวเมียมีสามคู่^{[ 8 ]}
• ปลาเกรนาเดียร์แห่งห้วงลึก: สัตว์ชนิดนี้อาศัยอยู่ในเขตห้วงลึก ตั้งแต่ 800 ถึง 4,000 เมตร มีดวงตาขนาดใหญ่มาก แต่ปากเล็ก เชื่อกันว่าเป็น สัตว์ ที่สืบพันธุ์เพียงครั้งเดียวแล้วก็ตายไป ซึ่งถือเป็นวิธีหนึ่งที่สิ่งมีชีวิตใช้ในการประหยัดพลังงานและเพิ่มโอกาสในการมีลูกที่แข็งแรงสมบูรณ์ กลยุทธ์การสืบพันธุ์แบบนี้มีประโยชน์มากในสภาพแวดล้อมที่มีพลังงานต่ำ เช่น ในเขตห้วงลึก
• Pseudoliparis swireiหรือปลาหอยทากมาเรียนา หรือปลาหอยทากมาเรียนาฮาดัล เป็น ปลาในวงศ์ ปลาหอยทาก ชนิดหนึ่ง พบได้ในระดับความลึกฮาดัลในร่องลึกมาเรียนา ทางตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิก พบได้ในช่วงความลึก 6,198–8,076 เมตร (20,335–26,496 ฟุต) รวมถึงการจับได้ที่ความลึก 7,966 เมตร (26,135 ฟุต) ซึ่งอาจเป็นสถิติความลึกสูงสุดที่จับได้บนพื้นทะเล

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบเชิงลบต่อเขตน้ำลึก เนื่องจากความลึกของเขตนี้ อุณหภูมิโลกที่เพิ่มสูงขึ้นจึงไม่ส่งผลกระทบอย่างรวดเร็วหรือรุนแรงเท่ากับส่วนอื่นๆ ของโลก แต่เขตนี้ก็ยังคงได้รับผลกระทบจากภาวะความเป็นกรดของมหาสมุทรนอกจากนี้ยังมีมลพิษ เช่น พลาสติก อยู่ในเขตนี้ด้วย พลาสติกเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อเขตน้ำลึก เพราะสิ่งมีชีวิตในเขตนี้วิวัฒนาการมาเพื่อกินหรือพยายามกินทุกสิ่งที่เคลื่อนไหวหรือดูเหมือนจะเป็นเศษซาก ทำให้สิ่งมีชีวิตบริโภคพลาสติกแทนที่จะได้รับสารอาหาร ทั้งภาวะความเป็นกรดของมหาสมุทรและมลพิษกำลังลดมวลชีวภาพที่มีอยู่น้อยอยู่แล้วในเขตน้ำลึกให้น้อยลงไปอีก

อีกปัญหาหนึ่งที่เกิดจากฝีมือมนุษย์คือการจับปลามากเกินไปแม้ว่าการประมงจะไม่สามารถจับสิ่งมีชีวิตใดๆ ใกล้กับเขตน้ำลึกได้ แต่ก็ยังสามารถสร้างความเสียหายในน้ำลึกได้ เขตน้ำลึกนั้นอาศัยซากสิ่งมีชีวิตจากเขตน้ำด้านบนที่จมลงสู่ก้นทะเล เนื่องจากระบบนิเวศขาดผู้ผลิตเพราะขาดแสงแดด เมื่อปลาและสัตว์อื่นๆ ถูกจับออกจากมหาสมุทร ความถี่และปริมาณของซากสิ่งมีชีวิตที่ไปถึงเขตน้ำลึกก็จะลดลง

การดำเนินงาน ขุดแร่ในทะเลลึกอาจก่อให้เกิดปัญหาต่อเขตทะเลลึกในอนาคต การเจรจาและการวางแผนสำหรับอุตสาหกรรมนี้กำลังดำเนินการอยู่ การขุดแร่ในทะเลลึกอาจเป็นหายนะต่อระบบนิเวศที่เปราะบางอย่างยิ่งนี้ เนื่องจากมีอันตรายทางนิเวศวิทยามากมายที่เกิดจากการขุดแร่ในทะเลลึก การขุดแร่สามารถเพิ่มปริมาณมลพิษไม่เพียงแต่ในเขตทะเลลึกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในมหาสมุทรทั้งหมด และจะทำลายแหล่งที่อยู่อาศัยและพื้นทะเล^{[ 4 ]}

ตะกอนที่เกิดจากกิจกรรมการทำเหมืองสามารถแพร่กระจายได้อย่างกว้างขวาง ส่งผลกระทบต่อสัตว์ที่กินอาหารแบบกรองและปกคลุมสิ่งมีชีวิตในทะเล การปล่อยสารเคมีที่เป็นพิษและโลหะหนักจากอุปกรณ์การทำเหมืองและวัสดุพื้นทะเลที่ถูกรบกวนอาจนำไปสู่มลพิษทางเคมี ในขณะที่เสียงจากเครื่องจักรอาจรบกวนพฤติกรรมและการสื่อสารของสัตว์ทะเล^{[ 17 ]}การรบกวนทางกายภาพต่อพื้นทะเลอาจทำลายลักษณะทางธรณีวิทยาและระบบนิเวศที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำและการหยุดชะงักของกระบวนการกักเก็บคาร์บอน ซึ่งคาร์บอนอินทรีย์ถูกเก็บไว้ในทะเลลึก อาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในวงกว้าง รวมถึงการมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 18 ]}อัตราการเปลี่ยนแปลงที่ช้าในสภาพแวดล้อมในทะเลลึกและอายุขัยที่ยาวนานและวงจรการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตในทะเลลึกหมายความว่าการฟื้นตัวจากการรบกวนดังกล่าวอาจใช้เวลาหลายทศวรรษหรือหลายศตวรรษ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

• ที่ราบก้นเหว
• แหล่งระบายความร้อนใต้ทะเลบีบี
• ทะเลลึก
• ชุมชนทะเลลึก
• ปลาทะเลน้ำลึก    
• ร่องลึกมาเรียนา