海底世界 鮮為人知

洋底考察的意外發現

1874年的一天，英國國家海洋考察船在太平洋劈波斬浪。駛抵2千米海域時，主機停車，科考隊長命令船員施放深海探測網。1米、2米……帶重錘的小網向洋底沉去，儀表顯示探測網已達2.3千米海底，考察船開始拖拉。30分鐘過去，隊長感覺到小網的分量，發出起網的指令。絞盤啟動，1小時后，一網土黑色的球形石頭來到了甲板。考察隊員十分驚奇，黑乎乎的是些什么東西？地質學家立即對石頭進行目測鑒定，初步認定這是一種含有多種金屬的石頭。

考察船勝利歸來，科學家對石頭進行化驗分析，發現石頭密度在2.1～3.5之間，含有30多種金屬元素、稀土元素和放射性元素等。尤其是其中的錳、銅、鈷、鎳的含量很高。這些金屬元素是工業的重要原料，地質學家將它定名為海底錳結核。它的顏色是淺褐色或土黑色的，在海底時比較軟，取出海面后逐漸變得又干又脆。外形多種多樣，有扁球形、扁圓形、橢球形等，小的如豌豆，大的如土豆。它同海底石油一樣，有極大的開采價值，是海底的“露天礦”。

英國人在洋底發現錳結核的消息，引起了世界的轟動，洋底竟有這樣的寶物，這是上天的恩賜！一個海底探寶的熱潮很快在世界各地掀起。海洋國家的考察船在各大洋巡游，在印度洋、大西洋海底也發現了錳結核。一百多年的考察調查，科學家確定全世界大洋里的錳結核儲量有30 000億噸，單太平洋里錳結核的儲量就有16 600億噸，其中含錳2 000～4 000億噸，鎳90～164億噸。有趣的是，錳結核還在不停地生長，它的生長速度是目前工業用量的好幾倍，是一筆享用不盡的財富。但由于技術難度、資源分配、開采成本等沒有解決好，現在還沒進行大規模的工業開采。

1965年，美國海洋調查船在紅海作業發現在了3個2 000米的深淵，水溫高達56℃，像溫泉一樣。分析化驗那里的海底泥土，發現其中有大量的黃金！而且品位比陸地上的金礦高40倍，僅一個小小的深淵，就有黃金45噸。1978年，加利福尼亞灣的墨西哥海面又傳來海面冒煙的消息。經調查，海上的“煙”原來是海底裂縫中噴出來的金屬硫化物。科學家取出冒煙海底的堆積物軟泥，從里面找到了大量的有用金屬。不僅有誘人的黃金，還有銀、鉛、銅、鐵、鋅等等。德國科學家捷足先登，研制成功了一種開采紅海重金屬軟泥的裝備。在采礦船下拖曳一根2 000米長的鋼管柱，柱的末端有一個抽吸裝置。吸管把含有多種金屬軟泥的海水吸到采礦船上，經過處理，獲得了32%的鋅、5%的銅、0.074%銀的濃縮的金屬混合物。

勝過原油的甲烷水合物

在300~500米的大洋海底，儲有一種冰狀物，取出后會變成一股氣，一點就著，叫“可燃冰”。可燃冰是微生物分解海底沉積物中的有機碳，在低溫高壓下向海底地層空隙積聚，經過很長的地質年代生成的。據科學家評估，“可燃冰”在海底的分布有4 000萬平方千米，占海洋總面積的1/4，是地球已知能源的2倍。

目前全世界已發現“可燃冰”礦藏60多處，最大的單個礦藏儲量達數百億立方米。科學試驗表明，一個體積的可燃冰，含有200個體積的天然氣，能源效率是天然氣的200倍。按初步的儲量估算，世界總儲量在1×1015~1.3×1017立方米，超過了地球所有煤、石油、天然氣、和生物能源的總和。

“可燃冰”只能在原有的地質條件下才能保持固態，一旦離開了它的故居，就會變成氣體散發到空中。因此，怎樣從海洋中將它們取出來成了大難題。科學家開展了大量的研究，最后得出結論：要將“可燃冰”大量從礦藏中取出來是不可能的。要使它成為可利用的能源，必須另辟蹊徑。由于改變甲烷水合物的穩定條件可使它分解成天然氣，用開采天然氣的方法，原則上都能用來開采“可燃冰”。現在，科學家正在研究行之有效的開采技術。

但是甲烷也是一種溫室氣體，它產生的溫室效應比二氧化碳大得多。如果在開采中發生大量的泄漏，對地球環境的破環將是災難性的。陸海邊緣的“可燃冰”是理想的礦藏，但在開采中稍有疏忽發生井噴造成海水氣化，會引發海嘯，現在還沒有找到解決的辦法。

“可燃冰”作為海底的沉積物，對支撐大陸架和海底的強度起關鍵作用，它分解后會造成海底滑坡，對海岸和海港建筑也是一大威脅。到目前為止，從可燃冰中取得工業用氣的，只有俄羅斯陸生礦藏麥索亞哈一例，它是1970年當作普通天然氣開采的，其他地方的“可燃冰”仍在地層和大洋中沉睡。

大洋深處的生命世界

早在1979年，美國的科學考察小潛艇“阿爾文”號，就在大洋深處發現了地質運動形成的噴口，有的冒黑煙，有的冒白煙。“黑煙噴口”是由高溫礦物熱浪從海底噴涌而出后，遇冰冷的海水而形成的。從海底噴出的液體溫度低于100攝氏度時，熱流就形成了“白色噴口”。在黑煙噴口附近，科學家發現了許多罕見的生物，有一種蠕蟲竟長達2.5米長！科學家們起初以為“噴口”只有少數生物。但對白色噴口的表面進行處理后，發現了大量的微小生物，一些藏在隱蔽處和裂縫中的小蝦、小蟹。這些小的甲殼動物大部分都是透明或者半透明的，體長只有1厘米。白色噴口周圍的生物總量沒有黑煙噴口處多，但是兩處的生物種類的數量是相當的。科學家研究了噴口海水的成分，發現白色噴口里的水環境呈極度堿性，幾乎沒有二氧化碳，微生物似乎完全靠大量的甲烷和氫氣為生。黑煙噴口周圍是高酸性環境，充滿二氧化碳，也有少量的硫化氫和含量極低的金屬，周圍的微生物則主要以二氧化碳作為主要能量來源。

2005年，中國的“海洋一號”科學考察船，在印度洋中脊海山的黑噴口，用水下機器人進行探測和拍攝，帶攝像頭的抓斗進行了9次采樣。煙囪口不停噴出的是劇毒的硫化氫氣體，然而在噴口附近，卻有一個生機勃勃的動物世界。一種白色的管子布滿了煙囪表面，管子里生活著一種多毛蟲。管口的溫度有好幾百度，它們居然能生活在這樣的高溫環境中，所以科學家叫它們“龐貝蟲”（龐貝是意大利古城，后被火山噴發所淹沒）。在煙囪口下方看到了鋪滿海底的貽貝，聚集成堆的螃蟹，成片的白色海葵。此外還有鋪天蓋地的大頭蝦，像草地一樣茂密的藤壺。科學家們個個瞠目結舌，在這個沒有任何光線能夠到達的深海，沒有陽光，沒有氧氣，卻生存著這樣密集的生物群！它們有不同于需氧生物的代謝方式，是全新的生物類群，對研究生命的起源有重要價值。

洋底世界帶來科學遐想

生命起源是人類至今未解的科學之謎。為了尋找答案，人類已征服地球之巔，到月球做客，向火星發送了探測器，天文望遠鏡一刻不停地掃描著遙遠的星空，深潛機器人已到達4 000米的洋底，但最深的海溝有11 034米，5 000米的深海至今不曾有人涉足。

在沒有發現深海噴口和熱液以前，科學家斷定只有淺海才有生命，因為“萬物生長靠太陽”，一切生命形式都要靠陽光才能存在，沒有光合作用，就沒有生物圈和食物鏈。熱液生物的發現，否定了傳統的結論，也說明一些我們今天確信的科學結論，都有可能在人類的科學活動中發生改變。人們有理由懷疑科學家以往對地球生命起源的解釋。

1983年，三位美國生物學家率先提出，地球生命可能并不是過去認為的那樣起源于閃電擊中溫暖的淺海，而是起源于暗無天日的深海熱液噴口。而且，如果這樣的生命演化在地球上可以發生，那么在太陽系其他具有火山活動和液體水并存的相似環境條件下，也可能發生。更多地了解地球巖漿活動與生命的關系，不僅能增加對我們自己星球的認識，也能打開對太陽系及更加遙遠的星體的探索視野。

如今，科學家在太空探測生命的活動中，已經改變了以往的思維模式。前不久，美國夏威夷大學和一個美歐聯合科研小組合作，在夏威夷群島西側4 800米深的海底，建立了世界上第一個海底天文臺——“特瑪姆特”天文臺。為什么要建在有天然水體相隔的海底呢？原來，茫茫的宇宙空間，有一種特別的基本粒子——中微子。然而，中微子卻神秘莫測，“只聞其聲而不見其人”，始終未能與天文學家打個“照面”。歷經幾十年的探索和研究，天文學家們終于“悟”出一個好的去處——海底。他們發現，海底是一個奇妙的地方，巨大無比的海洋水體能夠阻擋來自宇宙空間的其他粒子，卻能接受具有強大穿透力的中微子。中微子攜帶的信息，是宇宙生命探測的重要參照，里邊潛藏的秘密是我們現在不可知的，也許將來有一天科學家會從中微子的研究中，總結出新理論，打開對生命起源認知的新世界！