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      神秘的海底熱液

      2012-05-03 08:29:34撰文金希
      海洋世界 2012年10期
      關(guān)鍵詞:蠕蟲噴口硫化物

      撰文/金希

      神秘的海底熱液

      撰文/金希

      海底熱液活動形成的白色“煙囪”

      海底熱液噴口主要分布在海底的洋中脊與火山地震帶上。和火山一樣,海底熱液噴口也與地殼活動緊密相連,但它的活動可要比海底火山噴發(fā)溫和得多了。海底熱液周圍區(qū)域也形成了神秘的生物環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境。

      科學家們發(fā)現(xiàn),在這些環(huán)境溫度高達三四百攝氏度并且遍布劇毒的金屬硫化物的區(qū)域中,居然并不是一片死寂。在“煙囪”的周圍,居然有很多生物群落。這些生物耐高溫、耐高壓、不怕劇毒的硫化物,甚至無需氧氣的支持。與海底其他區(qū)域的環(huán)境相比,熱液區(qū)的生物密度竟然要高出幾萬倍!

      在2011年12月結(jié)束的我國大洋一號科考任務(wù)中,科研人員在南大西洋中脊2700米深處的海底熱液區(qū),成功抓到了一條熱液魚。這種魚體形像是一只巨大的蝌蚪,體長達59.8厘米,重0.49千克。魚頭呈三角形,魚嘴位于頭正下方,魚眼凸起,表面灰色,無鱗有堅硬剛毛。

      科學家們發(fā)現(xiàn),在海底熱液區(qū)附近有著完整的生態(tài)鏈。不僅發(fā)現(xiàn)了熱液魚,科考船還捕獲了盲蝦,這些蝦的身體上有一些黑點,被證實為嗜硫細菌。這些細菌把劇毒硫化物轉(zhuǎn)化為能量,寄生在盲蝦身上。盲蝦取食身體表面的細菌,數(shù)量較少的熱液魚則以盲蝦等為食。

      今年1月,英國科學家在南極洲附近的熱液噴口處新發(fā)現(xiàn)了20多種生物,包括螃蟹、章魚、海星、藤壺、蝸牛、??取:5谉嵋簠^(qū)還生活著很多管足蠕蟲,解剖分析表明,管足蠕蟲內(nèi)臟中的細菌可從熱液所含亞硫酸氫鹽中獲取氫原子維持生命,細菌還可把海水中的氫、氧和碳有機地轉(zhuǎn)化生成碳水化合物,為蠕蟲提供生存所需的食物。

      熱液生物群落的發(fā)現(xiàn),豐富了人類對生物的認識。除了人們一直認為的靠太陽能支持的、在常溫和有光的環(huán)境下進行光合作用產(chǎn)生有機質(zhì)的生命以外,還存活著另外一類生物——在高溫和黑暗的環(huán)境下,靠化合作用維持生命。發(fā)現(xiàn)它們的生活方式有助于科學家們研究極端惡劣的環(huán)境下生物的進化方式、地球生命起源甚至外星生物生存的可能。

      除了奇特的生物外,海底熱液所形成的硫化物礦產(chǎn)——“煙囪”的經(jīng)濟價值也讓世界各國重視起來。這些硫化物礦產(chǎn)蘊含的金屬元素多種多樣,可以綜合利用。但是鑒于這些“煙囪”所處的地理環(huán)境,開采的難度較大,目前僅有美國、德國、法國、加拿大、日本等少數(shù)國家有能力開展研究。

      美國國家海洋和大氣管理局早在20世紀80年代就制定了1983~1988年的五年計劃,把處在美國200海里專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)的胡安德富卡海脊作為海底熱液礦床的重點研究和開發(fā)對象,此外,美國還與法國合作進行海洋調(diào)查,合作開采海底熱液礦床;日本投資上百億日元,建造深潛器和開采海底礦床的各種設(shè)備,用于海底熱液礦床的調(diào)查和開采;加拿大自1985年起,共發(fā)現(xiàn)了幾十個海底熱液礦床沉積層,有3個沉積帶寬度都超過了150米,厚度超過7米。

      海底“黑煙囪”

      熱液采樣器在大西洋中脊海底熱液區(qū)采樣

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