北冰洋海底火山口在冒泡

顧仲和

科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與他們的預(yù)測(cè)正好相反，北冰洋中部海域的部分海底脊的活動(dòng)十分活躍，它的海底火山口可以聚集以前不為人知的海洋生物物種，富含礦物質(zhì)的熱流不斷地從這里的海底流出來。去年7月31日到10月3日期間對(duì)北冰洋作航行考察時(shí)，他們登上了美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)1艘被裝備用來進(jìn)行科學(xué)考察的破冰船“CutterHealy”以及1艘同行的德國(guó)調(diào)查船“Polarstem”。

塔爾什大學(xué)的彼得·邁克爾說，我們順利地完成了比原計(jì)劃多兩個(gè)的要素，彼得是“北冰洋中部海域海底脊探險(xiǎn)隊(duì)”(AMORE)的首席美國(guó)科學(xué)家，這個(gè)探險(xiǎn)隊(duì)得到了美國(guó)科學(xué)基金會(huì)的資助。盡管從熱液火山口流出的熱流不會(huì)明顯使海洋變得溫暖，但火山口提供了化學(xué)能，支持了在遠(yuǎn)離地球上的光照表面(光合作用在此形成食物鏈的基礎(chǔ))的海洋深處外來生命的形成和大的生態(tài)系統(tǒng)。

Gakkel海底脊從格陵蘭島北部延伸1100英里到西伯利亞，這條海底脊都處在北冰洋冰蓋之下。它是全球海洋中部海底脊系統(tǒng)中最深、最遙遠(yuǎn)的部分，在這里，隨著火山活動(dòng)使海床不斷延伸，新的海洋地殼也不斷產(chǎn)生。在這次航行考察獲得的其他重要發(fā)現(xiàn)中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了至今還無法解釋的沿Gakkel海底脊的火山活動(dòng)存在著“不連續(xù)性”。由于這條海底脊的南端延伸速度相對(duì)較快，而北端延伸極其緩慢，研究人員以為，當(dāng)他們向北航行時(shí)，火山活動(dòng)會(huì)逐漸平息。但是，當(dāng)航船北行時(shí)，有不規(guī)則的活動(dòng)區(qū)。

探險(xiǎn)隊(duì)的另一位首席科學(xué)家、來自伍茲—霍爾海洋學(xué)會(huì)的亨利·迪克解釋說，他們繪制的地圖顯示，這條海底脊在結(jié)構(gòu)上與其他的海底脊十分不同，裂谷接近于1英里多深，具有許多巨大的多年形成的斷層，這或許可以用來解釋為什么這里會(huì)有如此之多的熱液流動(dòng)。在進(jìn)行AMORE科學(xué)考察之前，大部分科學(xué)家以為很少會(huì)發(fā)現(xiàn)最近的火山活動(dòng)，也不會(huì)找到多少熱液火山口的證據(jù)。但取樣顯示存在著大量的新鮮熔巖和許多熱液活動(dòng)的跡象。

最令人吃驚的是，由伍茲—霍爾海洋學(xué)會(huì)的一位研究生杰弗里·斯坦迪什領(lǐng)導(dǎo)的挖泥小組獲取了新鮮的硫化物，這明顯是“黑色冒煙火山”噴煙口的一部分——熱液活動(dòng)最引人注目的證明。這一發(fā)現(xiàn)通過從Polarstem船上下放到海床上的一臺(tái)由攝像機(jī)和傳感器組成的裝置得到了證實(shí)。Cutter Healy破冰船上的首席科學(xué)家之一、哥倫比亞大學(xué)Lamont—Doherty地球氣象臺(tái)的查爾斯·蘭姆爾說，在這次考察中，他們發(fā)現(xiàn)的熱液活動(dòng)比過去20年里對(duì)大西洋中部海底脊進(jìn)行探險(xiǎn)時(shí)所發(fā)現(xiàn)的還要多。

關(guān)于海床延伸的許多理論只能通過對(duì)像Gakkel這樣緩慢延伸的海底脊進(jìn)行試驗(yàn)。登上這兩艘船的地質(zhì)學(xué)家、海洋學(xué)家和生物學(xué)家從海床上采集了大量的巖石、泥土、海水以及生物的樣本，他們將在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)之進(jìn)行分析。北冰洋與主要海洋盆地的隔離一直使科學(xué)家們?cè)跔?zhēng)論Gakkel海底脊上的生態(tài)系統(tǒng)是否更接近于大西洋還是太平洋的那些海底脊，或者它們是否是獨(dú)立演變的。對(duì)Gakkel海底脊取得的這些激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)為今后進(jìn)行繪制火山口地圖的探險(xiǎn)鋪平了道路，也許還會(huì)發(fā)現(xiàn)全新的生物。