深海六邊形隧道網(wǎng)絡(luò)之謎

文　張森鳳

深海六邊形隧道網(wǎng)絡(luò)之謎

文張森鳳

奇怪的黑色圓點

1976年,美國國家海洋及大氣管理中心科學考察隊在大西洋中部深底淤泥中發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的黑色圓點。這些圓點間隔平均,排列有序,各行相互交叉形成等六邊形,極似中國羅盤。

帶著這張神秘的照片,科考隊海洋教授彼得拜訪了美國國家自然歷史博物館的珊瑚專家弗德雷克·拜爾,拜爾斷定它不屬于珊瑚類。在他的舉薦下,彼得又拜訪了一位專門研究海洋無脊椎動物的專家,結(jié)果他也無法給出確切答案。

最后,彼得不得不把發(fā)現(xiàn)神秘深海物體的過程寫成一篇文章發(fā)表在具有廣泛影響力的自然科學學報上,并在隨文附錄的照片下注明：“這是一種無法確認身份的深海無脊椎動物。”

文章發(fā)表后不久,彼得就收到了一封署名來信,寄信者阿爾道夫·塞拉切爾是德國某高校的一位古生物學家,他所從事的研究主要包括對保存在古代海洋沉積巖層中的生命體進行分類和根據(jù)古生動物留下的蛛絲馬跡來推斷生命進化歷程等。

他在來信中寫道：“您所拍攝的圖像著實令我大吃一驚。但愿您能同時收到我寄送的一篇科研論文。這篇論文主要講述了我對多節(jié)狀古生物化石的發(fā)掘和確證過程。”

根據(jù)塞拉切爾對古生物骨架的描述,科考隊知道了照片中的神秘黑點有可能是由某種古生物所建造的一種垂直隧道的端口,這種隧道有可能屬于一個深海的隧道網(wǎng)絡(luò),隧道既可能與網(wǎng)絡(luò)中的一段呈水平方向鋪設(shè)的隧道相連接,也有可能直接通往洋底的淤泥當中。若干不同走向的隧道共同構(gòu)建了規(guī)則的六邊形圖案。

1976年在大西洋中部海底淤泥中發(fā)現(xiàn)的神秘六邊形紋理

塞拉切爾認為,這些等六邊形極有可能是由一種蠕蟲動物建造的系統(tǒng)工程。它們之所以這樣做,也許是在食物緊缺的深海中精心“耕作”,在隧道中培育可食用的細菌等微生物。而那些精致的六邊形造型很可能是后期演進的結(jié)果,它具有更強的穩(wěn)定性,能在經(jīng)歷了漫長的時間考驗后得以保存。

按照塞拉切爾的推測,這類古生物最初可能是在淺海水域挖掘隧道,后移居深海以便在不受任何干擾的情況下實施食物培育計劃。隨著時間的推移,挖掘隧道演變?yōu)橐环N習性,多入口的要求促進了環(huán)線的形成,最終成就了精致的等六邊形造型。

熱泉生態(tài)系統(tǒng)

1977年,彼得又和其他一些科學家在太平洋東部赤道附近海域的加拉帕戈斯群島進行考察,沒想到在這里的一個偶然發(fā)現(xiàn)竟從根本上顛覆了之前人類對地球生命的演進歷史的認識。

眾所周知,距海面大約2500米以下的水域陽光是無法穿越的,由于淤泥沉積、巖漿進發(fā),這里根本沒有綠色植物的蹤影,也無法實現(xiàn)光合作用,因此一直被認為是生命的荒園。

然而,研究者卻在一片足球場大小的水域中發(fā)現(xiàn)了數(shù)量眾多的蛤蜊、海蚌和深紫紅色的管狀蠕蟲。蛤蜊、海蚌長度約0.3米,個頭與普通餐盤相差無幾,而管形蠕蟲的長度大概有一人多高。它們都生活在太平洋洋底熱泉的泉口附近。

由于無法實現(xiàn)光合作用,該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈開端往往是滋生在富含營養(yǎng)物質(zhì)的海水中的各類細菌。它們從熱泉冒出的氣體物質(zhì)中獲取硫化氫等能量物質(zhì),通過化學合成作用利用二氧化碳和水制造糖與淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)。

加拉帕戈斯群島的發(fā)現(xiàn)很快得到回應(yīng)。一些科考隊先后在太平洋其他深海海域發(fā)現(xiàn)了類似的生態(tài)系統(tǒng),它們大都分布在海洋中脊沿岸“黑煙囪”噴射口的邊緣。這些熱泉溫度最高時可達400℃左右。地質(zhì)學家在高溫的提示下最終意識到海洋底部可能就是巖漿滲漏處。而上層水溫較低、密度較大的海水自然下沉數(shù)公里后,通過裂縫滲入地下火山巖層。冰冷的海水隨著巖漿的擴散和上升運動而逐漸升溫。同時,巖漿流經(jīng)之處大量金屬物質(zhì)、各類氣體物質(zhì)糅合其中,最終升騰為包含黑色煙霧狀微粒的“黑煙囪”。

“阿爾文號”深海潛水器

對海洋生物學家而言,這些科考發(fā)現(xiàn)的意義幾乎等同于在其他星球發(fā)現(xiàn)生命跡象。而其中最令人意想不到的當屬那些具有相當耐熱水平、能夠利用化學合成作用養(yǎng)活自己的微生物群落。它們的存在似乎為科學家們揭開了地球生命起源的謎題。

有的科學家甚至提出：地球生命體的最初發(fā)祥地很可能不是地表的淺海海域,而是在原始海洋中熱泉的泉眼處。而類似生態(tài)系統(tǒng)之所以都在太平洋地區(qū)被發(fā)現(xiàn),主要是因為這里的海底擴張速度比其他海洋快10倍左右。

大西洋新發(fā)現(xiàn)

在太平洋深海海域發(fā)現(xiàn)的熱泉及其周圍的生態(tài)系統(tǒng)引起了科學界的廣泛關(guān)注。但彼得認為,類似的熱泉和生態(tài)系統(tǒng)肯定存在于巖漿蔓延速度更為緩慢的大西洋中部洋中脊群落當中。于是,他和考察隊其他同事花費了幾年時間改進深海探測技術(shù),希望能通過同時利用遠程感應(yīng)設(shè)備和深海定位采樣技術(shù)獲得研究上的突破。

1985年,科考隊的付出終于得到了回報。他們在大西洋找到了熱泉的集結(jié)地,同時還在這里發(fā)現(xiàn)了熱泉生態(tài)系統(tǒng)。

幾乎一夜之間,這個位于大西洋中部的考察點成為了海底熱流研究的前沿,他們也與多個領(lǐng)域的專家建立起合作研究關(guān)系,同時受到資助得以利用載入深海潛水艇開展水下勘探工作。

1990年,彼得開始嘗試在“阿爾文號”小型深海科研潛水器的幫助下攜帶背負式潛水設(shè)備探訪距離目標熱泉大約0.3公里外的深海裂谷東墻。若干年前,也正是在那里他們拍回了神秘的六邊形圖案照片。如今在“阿爾文號”潛水器的幫助下,他們有機會與神秘的六邊形圖案進行第一次親密接觸。在深海潛水器所配備的機械手的協(xié)助下,他們成功地把一些塑料管插入深海底部的淤泥當中,采集到圓柱狀樣本。

重返洋面后,彼得發(fā)現(xiàn)原來老照片上那些看似暗點的東西的確是小孔,跟塞拉切爾在論文中提及的一種古生物Paleodictyon nodosum

（網(wǎng)格筆石屬動物，存在于中寒武紀到早石炭紀）的化石非常相似。但令他失望的是,根本沒有發(fā)現(xiàn)蠕蟲或類似生命體的蹤跡。

再次考察

1991年,彼得再次獲得與深海之謎親密接觸的機會。這一次是陪同加拿大導(dǎo)演史蒂芬·洛拍攝泰坦尼克號沉船（沉船遺骸位于水下約3810米的深海海域，與他們發(fā)現(xiàn)六邊形圖案的地方相距數(shù)百公里）。洛特意從莫斯科海洋研究所借來兩臺深海潛水器“米爾1號”和“米爾2號”。

“米爾”深海探測器非常狹窄,一次最多能容納3人乘坐。彼得和來自俄羅斯的資深科學家在領(lǐng)航員的帶領(lǐng)下,開始了這次科考的首航。

他們的目標是考察從熱泉以東到有六邊形神秘圖案出現(xiàn)的廣闊區(qū)域。探測器以每小時1.6公里的速度緩緩下沉至洋面以下約4000米的海域,并在一處正冒著濃濃“黑煙”、有大量蝦群環(huán)繞的煙囪旁邊停了下來。

而后,探測器繼續(xù)向東行進,從布滿鮮艷的紅、黃色礦石的熱泉噴射口上滑過。沿途只看到淺棕褐色的海底沉積物和熔巖冷卻后形成的枕型巖石。一段時間之后,他們終于看到了沉積物表層的六邊形圖案。他們繼續(xù)向東移動,發(fā)現(xiàn)深海沉積物的顏色逐漸由淺棕褐色變?yōu)榧t棕色。這次實地考察大約持續(xù)了15小時,三人直到重新登上考察船時才感覺到刺骨的寒冷,原來海底的水溫幾乎接近冰點,深海探測器的金屬外表加速了熱量的迅速散失。

后來,彼得又親自駕駛“阿爾文號”采集回若干六邊形物體,在對其核心部分進行干燥處理后把它們保存在飽和環(huán)氧基樹脂中,成功地維護了表層神秘的孔洞。由于無法繼續(xù)深入研究,他們只能把標本收藏起來。

功夫不負有心人

2003年6月,科考隊再次駕駛“阿爾文號”潛入大西洋海底,此時距離彼得第一次拍攝深海照片已整整25年。

科學家們在太平洋海底火山口發(fā)現(xiàn)了一種神奇的物種，好似章魚一般。因其耳朵一般的鰭，科學家們?yōu)槠淙∶癉umbo”。

這次“阿爾文號”在登陸海底時將著陸架插入淤泥層至齊膝深度。探測器剛停穩(wěn),他們立即著手尋找棱邊清晰的六邊形物體。為了節(jié)約時間,領(lǐng)航員將船具設(shè)備中的軟管調(diào)出,以便在必要時用清水沖刷表層淤泥。幾秒鐘后,他們就通過圖像監(jiān)視器找到了密布小孔的淤泥,下面就是六邊形的隧道網(wǎng)絡(luò)。

“找到啦!”他們一陣狂喜。這次在海底發(fā)現(xiàn)的生命體與之前在陸地發(fā)掘出的古生物化石完全吻合,也就是說,一種被認為早在5000萬年前就已經(jīng)滅絕的生物事實上一直在深海持續(xù)繁衍著。深海就像一個天然庇護所,為Paleodictyon nodosum的延續(xù)創(chuàng)造了良好的條件,使它順利避開了地球演進歷史上因全球氣候巨變而引發(fā)的物種滅絕風潮。

目前Paleodiotyon nodosum仍是一個有待突破的謎題。關(guān)于它的起源,主要存在兩種假想。一種觀點是以塞拉切爾為代表,認為建造神秘六邊形隧道網(wǎng)絡(luò)的是一種擅長鉆洞但目前仍不為人類所知的蠕蟲;另一種觀點則認為這種網(wǎng)絡(luò)是由一大群單細胞有機物共同建造的。這種構(gòu)造只是某種外甲殼,而黑色小孔則是生活在水平方向隧道中的單細胞生物故意留下的食物通道,專門用來收集從上方沉積下來的食物。這個持續(xù)了30年的學術(shù)問題還將繼續(xù)被更多人所研究。