徐小龍
同學們知道嗎,載人潛水器最重要的組成部分就是球形載人艙了,潛航員和科學家就是在那里進行駕駛操作和觀察研究等工作的。載人艙的材質(zhì)十分特殊,是一種特制的鈦合金,既輕又耐高壓?!皧^斗者”號的載人艙就是一個直徑約2 米的鈦合金球,可以同時容納3個人。
潛航員和科學家在鈦合金的載人艙內(nèi)不用穿戴特殊的潛水裝備,因為艙內(nèi)保持了和海面上一樣的大氣壓,并且有充足的氧氣供應(yīng)。但載人艙的外壁上卻承受著巨大的壓力。到底有多大呢?我們可以簡單計算一下——
海水的深度每增加10米,海水的壓強就相當于增加一個大氣壓,也就是說每平方厘米上增加了1千克的重量。深度越深,壓強就越大。
當載人潛水器在馬里亞納海溝下潛至11000米的極限深度時,載人艙外壁上每平方厘米所承受的重量能夠達到1100千克,也就是1 噸多重。
1平方厘米有多大呢?和你大拇指的指甲差不多大小。
1100千克有多重呢?大約相當于20個成年人的體重總和。
天哪!20個大人在你的大拇指指甲上“跳舞”是什么感覺?
在這樣巨大的壓力下,一旦載人艙出現(xiàn)了哪怕很細微的裂縫,海水便會像子彈一樣射入艙內(nèi),艙內(nèi)人員就很危險了。但是不必擔心,鈦合金的載人艙好似身披盔甲的“鋼鐵俠”,不會給海水一絲機會。
在印度洋近3000米深的海域,生活著一種神秘的海螺,它有著潛水器載人艙一樣堅不可摧的“盔甲”。這種海螺的學名叫鱗角腹足蝸牛,生活在印度洋底的熱液噴口附近,外形和陸地上普通的蝸牛差不多,個頭兒有半個雞蛋那么大,螺殼呈黑色,一共有3層。
令人感到驚訝的是,鱗角腹足蝸牛殼的主要成分竟然是二硫化鐵,也就是黃鐵礦的主要成分。如果把鱗角腹足蝸牛的殼比作鐵房子,那么同學們常見的海螺或陸地蝸牛的殼(主要成分是碳酸鈣,也就是石灰石),則是一座石房子。
根據(jù)莫氏硬度標準(表示礦物硬度的一種標準),黃鐵礦的硬度最高能達到6.5,碳酸鈣的硬度只有3.0,所以鱗角腹足蝸牛柔軟的身體躲在殼里的“安全系數(shù)”比其他海螺高多了!
而且,鱗角腹足蝸牛渾身都含有鐵元素,它那腹部細長條狀或鱗片狀的黑色“腳”里和柔軟的紅色身體里都含有豐富的鐵元素。鐵腳、鐵身、鐵外殼……使鱗角腹足蝸牛成為名副其實的深?!颁撹F俠”!
但是,你要理解,鱗角腹足蝸牛不會被壓扁的原因,不是因為堅硬無比的外殼,而是它的殼內(nèi)、殼外壓力平衡,甚至每個細胞都做到了壓力平衡。
那么,鱗角腹足蝸牛為什么還會“修煉”成“鋼鐵俠”呢?難道是為了抵御傳說中可怕的海妖嗎?
其實,鱗角腹足蝸牛生活在一個“神秘部落”里,它有一群奇特的鄰居——身長兩米的巨型管棲蠕蟲、身披閃光鎧甲的阿爾文蝦、白色菊花般的??⒑谏Z卵石一樣的貽貝,還能看到零星的海星、藤壺、海參、海綿和蜘蛛蟹……
那么,到底有沒有海妖呢?當然有!但人類用肉眼根本看不見。
在這個神秘部落里,“海妖”幾乎存在于任何地方。
是不是聽著有點兒嚇人?別害怕,讓我們先仔細看看神秘部落的環(huán)境。
這個神秘部落位于超慢速擴張中的大洋中脊上?!俺贁U張”可以理解為把火山噴發(fā)的速度放慢上萬億倍,然后使海底地殼被超級緩慢撕裂的過程。這里有冒著滾滾“濃煙”的“黑煙囪”,那是從裂縫中噴射出來的黑色“熱液”。
科學家稱這里為“熱液區(qū)”。雖然幾千米深的海水溫度最高不過2℃~ 3℃,但熱液區(qū)的溫度非常高,特別是“黑煙囪”的噴口位置,能達到400℃,而且“黑煙囪”噴出來的黑色熱液具有很強的酸腐蝕性。
這么高溫度、高酸性的熱液區(qū)似乎是生命的禁區(qū),那為什么還會有神秘部落存在呢?
神秘部落之所以生生不息,原因就是那些看不見又無處不在的“海妖”。它們到底是什么神秘物種呢?
它們是一種古菌,一種可以消化黑色熱液的古老生命。
在陽光無法抵達的幾千米深海里,古菌獲取食物的方式很特殊。
那些生活在陽光普照的海域的初級生命,大多是通過光合作用,將太陽的能量轉(zhuǎn)化為自身的能量。而古菌則是通過神秘的化學反應(yīng),將熱液中的無機物轉(zhuǎn)化為可以維持生命的有機物,就像把石頭變成了大米一樣。
黑色熱液對于人類和大多數(shù)生物來講,是一種溫度極高、腐蝕性極強的危險存在,里面富含鐵、鎳、鈷等礦物質(zhì),還有硫化氫、甲烷等可以燃燒的物質(zhì)。載人潛水器如果碰到它,也會“身受重傷”。
古菌在熱液區(qū)茁壯成長,神秘部落的動物則依賴古菌得以生存。它們將大量古菌儲存在自己身上,方便隨時食用古菌代謝出來的有機物,由此形成了熱液區(qū)物種特有的“共生關(guān)系”。鱗角腹足蝸牛就是把古菌藏在了自己密密麻麻的“腳”里。
古菌代謝出來的物質(zhì)不光有有機物,還有大量的金屬元素,其中就包括鐵元素。鱗角腹足蝸牛當然不會浪費這些“原料”,全都拿來加固自己的大螺殼了——“金光閃閃”的“鋼鐵俠”就這樣“修煉”成了!
鱗角腹足蝸牛生活的熱液區(qū),海水溫度很低、氧氣含量也不高,而“黑煙囪”則像一座座小火山,噴發(fā)出幾百攝氏度高溫的酸性熱液,這種溫差極大、缺氧、高酸性的環(huán)境,像極了億萬年前地球的模樣。
為了探尋生命的起源,科學家試圖從地球早期環(huán)境入手,現(xiàn)存的熱液區(qū)給了他們很大的啟發(fā)。
古菌將酸性無機物轉(zhuǎn)化為有機物的能力,也證明了科學家對生命起源的猜想——生命物質(zhì)是在極端環(huán)境中通過化學反應(yīng)合成的。