撰文/金希

神秘的海底熱液

撰文/金希

海底熱液活動形成的白色“煙囪”

海底熱液噴口主要分布在海底的洋中脊與火山地震帶上。和火山一樣，海底熱液噴口也與地殼活動緊密相連，但它的活動可要比海底火山噴發(fā)溫和得多了。海底熱液周圍區(qū)域也形成了神秘的生物環(huán)境和地質環(huán)境。

科學家們發(fā)現(xiàn)，在這些環(huán)境溫度高達三四百攝氏度并且遍布劇毒的金屬硫化物的區(qū)域中，居然并不是一片死寂。在“煙囪”的周圍，居然有很多生物群落。這些生物耐高溫、耐高壓、不怕劇毒的硫化物，甚至無需氧氣的支持。與海底其他區(qū)域的環(huán)境相比，熱液區(qū)的生物密度竟然要高出幾萬倍！

在2011年12月結束的我國大洋一號科考任務中，科研人員在南大西洋中脊2700米深處的海底熱液區(qū)，成功抓到了一條熱液魚。這種魚體形像是一只巨大的蝌蚪，體長達59.8厘米，重0.49千克。魚頭呈三角形，魚嘴位于頭正下方，魚眼凸起，表面灰色，無鱗有堅硬剛毛。

科學家們發(fā)現(xiàn)，在海底熱液區(qū)附近有著完整的生態(tài)鏈。不僅發(fā)現(xiàn)了熱液魚，科考船還捕獲了盲蝦，這些蝦的身體上有一些黑點，被證實為嗜硫細菌。這些細菌把劇毒硫化物轉化為能量，寄生在盲蝦身上。盲蝦取食身體表面的細菌，數(shù)量較少的熱液魚則以盲蝦等為食。

今年1月，英國科學家在南極洲附近的熱液噴口處新發(fā)現(xiàn)了20多種生物，包括螃蟹、章魚、海星、藤壺、蝸牛、海葵等。海底熱液區(qū)還生活著很多管足蠕蟲，解剖分析表明，管足蠕蟲內臟中的細菌可從熱液所含亞硫酸氫鹽中獲取氫原子維持生命，細菌還可把海水中的氫、氧和碳有機地轉化生成碳水化合物，為蠕蟲提供生存所需的食物。

熱液生物群落的發(fā)現(xiàn)，豐富了人類對生物的認識。除了人們一直認為的靠太陽能支持的、在常溫和有光的環(huán)境下進行光合作用產生有機質的生命以外，還存活著另外一類生物——在高溫和黑暗的環(huán)境下，靠化合作用維持生命。發(fā)現(xiàn)它們的生活方式有助于科學家們研究極端惡劣的環(huán)境下生物的進化方式、地球生命起源甚至外星生物生存的可能。

除了奇特的生物外，海底熱液所形成的硫化物礦產——“煙囪”的經(jīng)濟價值也讓世界各國重視起來。這些硫化物礦產蘊含的金屬元素多種多樣，可以綜合利用。但是鑒于這些“煙囪”所處的地理環(huán)境，開采的難度較大，目前僅有美國、德國、法國、加拿大、日本等少數(shù)國家有能力開展研究。

美國國家海洋和大氣管理局早在20世紀80年代就制定了1983～1988年的五年計劃，把處在美國200海里專屬經(jīng)濟區(qū)內的胡安德富卡海脊作為海底熱液礦床的重點研究和開發(fā)對象，此外，美國還與法國合作進行海洋調查，合作開采海底熱液礦床；日本投資上百億日元，建造深潛器和開采海底礦床的各種設備，用于海底熱液礦床的調查和開采；加拿大自1985年起，共發(fā)現(xiàn)了幾十個海底熱液礦床沉積層，有3個沉積帶寬度都超過了150米，厚度超過7米。

海底“黑煙囪”

熱液采樣器在大西洋中脊海底熱液區(qū)采樣