海底是“漏”的

文靜

海底“黑煙囪”

我國(guó)科學(xué)家在執(zhí)行中國(guó)大洋科考第19航次任務(wù)時(shí)，在西南印度洋中脊成功發(fā)現(xiàn)了4個(gè)新的海底“黑煙囪”——一位于海底的富含硫化物的高溫?zé)嵋夯顒?dòng)區(qū)。這是世界上首次在西南印度洋洋底發(fā)現(xiàn)熱液噴口。這一科考成果的取得，使全球已發(fā)現(xiàn)的海底“黑煙囪”由原來的93個(gè)增加到97個(gè)。

大洋中脊隆起于洋底中部，并貫穿整個(gè)世界大洋，為地球上最長(zhǎng)、最寬的環(huán)球性海底山系。大洋中脊是現(xiàn)代地殼活動(dòng)最活躍的地帶，經(jīng)常發(fā)生火山活動(dòng)和地震。它也是多少億年來地球內(nèi)部能量向外釋放的通道，是地球深部通向表層系統(tǒng)的窗口。

眾所周知，海洋中越到深處海水的密度越大，因此，海水的溫度也是越往下越低。但是，1977年，美國(guó)的一艘深潛器在東太平洋下潛時(shí)，卻吃驚地發(fā)現(xiàn)水溫越來越高!原來，這里的大洋中脊有溫度高于300℃且富含硫化物的熱液如“黑煙”般地在噴出。這些高溫?zé)嵋豪鋮s后形成一個(gè)個(gè)“黑煙囪”聳立在海底。這些“黑煙囪”一天可以長(zhǎng)30厘米，但長(zhǎng)得快，倒得也快。這可真使人大開了眼界：原來海底是“漏”的!

“黑暗食物鏈”

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)海水“漏”到海底以下2000～3000米，并和那里的巖漿相互作用，形成富含硫化物的黑色熱液，再從海底噴出時(shí)便形成了“黑煙囪”。更為有趣的是，在如此“暗無天日”的“水深火熱”之中，竟然存在著以熱液區(qū)中的硫細(xì)菌為基礎(chǔ)、以管狀蠕蟲為代表的生物群，它們構(gòu)成了深海中的“黑暗食物鏈”。與我們司空見慣的依靠植物的光合作用生存的陸地生物不同，它們依靠地?zé)岬闹С郑ㄟ^化學(xué)合成生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)，而且生長(zhǎng)神速。管狀蠕蟲一無口腔、二無肛門，全靠一肚子共生的硫細(xì)菌提供營(yíng)養(yǎng)。最長(zhǎng)的管狀蠕蟲可長(zhǎng)達(dá)3米。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，在海底分布著一種叫“可燃冰”的奇怪礦物，它是將甲烷分子鎖在冰的晶格里形成的。當(dāng)溫度低于7℃、壓力大于50個(gè)大氣壓時(shí)，它能保持穩(wěn)定，一旦溫度升高或壓力減小，它就會(huì)融化并釋放出164倍體積的甲烷。專家估計(jì)，全球“可燃冰”中的碳，可能相當(dāng)于包括石油、天然氣和煤在內(nèi)的所有礦物燃料所含碳的總和，它無疑是21世紀(jì)潛在的新能源。當(dāng)“可燃冰”中的甲烷緩慢釋出時(shí)，這出口就成為海底的“冷泉”，并在其周圍形成碳酸鹽結(jié)殼，產(chǎn)生又一個(gè)不依靠光合作用的“冷泉生物群”，形成和熱液口一樣的“黑暗食物鏈”。

海洋下的“海洋”

其實(shí)，深海海底還有其他種類的液體構(gòu)成其他類型的“黑暗食物鏈”。但不論是熱液還是冷泉，不論是海底礦物還是海底生物群的形成，其基礎(chǔ)都是微生物的活動(dòng)。處在“黑暗食物鏈”底層的，是利用地?zé)徇M(jìn)行化學(xué)合成的硫細(xì)菌。然而，更多的微生物實(shí)際上生活在海底之下的巖層中，構(gòu)成所謂的“深部生物圈”。

十多年來，科學(xué)家進(jìn)行了多次大洋鉆探，發(fā)現(xiàn)海底地下水的水壓和水溫，明顯地隨著海面的潮汐呈周期性的升降，而且各海底鉆井之間的水位也相互連通。可見大洋底下的地下水，宛如海洋下的“海洋”。

到海底去觀測(cè)地球

“深部生物圈”的發(fā)現(xiàn)，大大拓展了人類認(rèn)識(shí)地球的視野。對(duì)這些全新的成礦過程和完全陌生的深海生物世界，人類還缺乏了解，許多問題有待我們?nèi)フJ(rèn)識(shí)。而這種認(rèn)識(shí)只能到海底去取得，在海底這一地球科學(xué)的第三個(gè)觀測(cè)平臺(tái)上去進(jìn)行。

進(jìn)入新世紀(jì)后，科學(xué)家開始在海底布設(shè)觀測(cè)網(wǎng)。他們用海底電纜或光纖供應(yīng)能量并收集信息，實(shí)施能連續(xù)多年的自動(dòng)化觀測(cè)，并能隨時(shí)獲取實(shí)時(shí)觀測(cè)信息。將來還能讓人們通過電視屏幕像看一場(chǎng)足球賽那樣觀賞海底火山的噴發(fā)，并可近距離地觀察神秘的深海生物群，把大洋深處種種令人不可思議的事物呈現(xiàn)在人們眼前。

(摘自《潤(rùn)》2010年第9期)