山东省科学院海洋仪器仪表研究所-华体育app官网登录

 很多人在第一次真正面对大海的时候，都无法用语言去描述它带来的震撼。当我们走在松软的沙滩，陶醉于浪花拍岸的声音及海鸥翱翔于海面、鱼儿畅游水中的情景时，会产生各种各样的疑问，比如：海底是什么样的？

没有什么是科学技术解决不了的，为了一睹海底奥秘，随着海洋探测技术的发展，潜水器应运而生，它有着坚固的耐压壳，耐压壳外还装有可减少航行阻力的外壳。艇上的蓄电池、高压气瓶等设备装在非耐压结构的外壳中，以提供一部分浮力。潜水器的动力装置一般用蓄电池为能源，系缆潜水器则通过电缆由母船提供电能。潜水器一般装有多个推进器，可朝不同方向运动。利用主压载舱、重量调整装置或纵倾调整装置来控制潜水器的稳定。还有氧气供给与二氧化碳吸收的环境控制装置。潜水器还根据需要装有罗经、深度计、障碍物探测声呐、高度深度声呐、方位探测听音机和各种水声通讯设备，以及供水下作业用的机械手、水下电视和照明设备，这些都离不开海洋技术，尤其是海洋声学技术和海洋光学技术的强力支撑。有了载人潜水器，海底世界中众多奇妙的景象逐渐呈现在人类的眼前。

1977年，美国地质学家搭乘“阿尔文号”载人潜水器，来到了东太平洋洋中脊海底考察，他们发现了一些奇妙的现象，在海底耸立着“黑烟囱”，而且有滚滚“浓烟”喷出。海底为什么会有黑烟囱呢？难道是外星人建立的工厂?更另科学家们不解的是，这些黑烟囱附近还有很多奇怪的生物，仿佛来到了一个魔幻世界。

科学家的多次实地探索，终于揭开了海底黑烟囱的神秘面纱。原来，这些“黑烟囱”喷出的并不是烟，而是温度极高的黑色流体。科学家将其称为“海底热液”，它们不断喷发从而形成了“黑烟囱”。这些“黑烟囱”的温度高达300--400℃，它们还具有很强的酸性，酸碱度(ph值)接近于我们平常食用的醋，达到2.8左右。

海底终年不见阳光，温度接近0°c。怎么会有“海底热液”呢?你一定想不到，它其实就是来自由冰冷的海水!原来，海底岩石并非完全密不透水，其中散布着我们肉眼不易察觉的缝隙。海水能通过破碎带向下渗透，渗入的冷海水受热后，以热泉形式从海底泄出。在冷海水不断渗入、热海水不断排出的循环过程中，洋底玄武岩中铁、锰、铜、锌等元素溶于热海水中，成为富含金属元素的热液而喷涌出来。由于洋中脊是大洋板块的分离部位，那里的岩石圈地壳最薄弱，因此又是地幔柱最好的突破口。热泉水带上来的物质多金属硫化物或氧化物，它们沉淀在热泉喷口周围，形成具有经济价值的“热液矿床”。海底热泉的发现，成为20世纪科学领域中最重要的事件之一。

由于高温热液与低温海水的混合，使热液的温度骤然降低，致使喷口处形成了大量块状硫化物的堆积。堆积物将喷口围成1-5千米高的圆形状，形成“黑烟囱”。在海底形成下粗上细、形态大小各异的“黑烟囱”。有的“黑烟囱”只有几厘米高，有的“黑烟囱”却高达10多米，足有几层楼那么高。一些“黑烟囱”的生长速度非常快，在18个月内能长高9米。这些主要由金属硫化物矿物组成的“黑烟囱”，富含铜、铁、铅、锌等多种金属元素。一些“黑烟囱”还含有金、银等贵重金属，简直就是一座会“喷金吐银”的宝库!

之后，大西洋、印度洋、北冰洋及西太平洋弧后盆地也发现了许多“黑烟囱”及其热液硫化物，而东太平洋洋隆和大西洋洋中脊的“黑烟囱”研究程度相对较高。人们一直以为深深的海底毫无生机，然而这里的热液烟囱之上却聚集了大量的生物，这在当时的地球科学界和生命科学界都引起了巨大轰动：这个环境如此恶劣、极端的物理化学条件下，且没有任何食物来源，怎么还能出现物种？在深海热泉泉口附近均会发现各式各样前所未见的奇异生物，包括大得出奇的红蛤、海蟹、血红色的管虫、牡蛎、贻贝、螃蟹、小虾，还有一些形状类似蒲公英的水螅生物。即使在热泉区以外像荒芜沙漠的深海海底，仍出现了蠕虫、海星及海葵这些生物。

热泉生物能够生存完全是依靠化学自营细菌的初级生产者。在黑烟囱喷出的热液里富含硫化氢，这样的环境会吸引大量的细菌聚集，并能够使硫化氢与氧作用，产生能量及有机物质，形成「化学自营」现象。这类细菌会吸引一些滤食生物，或者是形成能与细菌共生的无脊椎动物共生体，以氧化硫化氢为营生来源，一个以「化学自营细菌」为初级生产者的生态系便形成了。依照研究热泉生物的了解，它们的生长速度非常快。以贝壳来说，由于它们是滤食性动物，会有鳃、消化系统及进出水口器官；可是海底热泉的贝壳不一样，它们消化系统及进出水口已经呈退化现象，海底细菌则会住在它们的鳃里面，等到繁殖多了，就会被贝体利用，于是贝壳的生长速度也变得非常有效率。

“黑烟囱”与它周围数目众多的生命表明，除了已知的生命，世界上还有其他形式的生命，有氧环境和无氧环境中（细菌发酵）的生命。“黑烟囱”成为了解地球上生命形成条件的一扇新的窗口。甚至有科学家大胆猜测，地球上的生命就起源于海底“黑烟囱”，即“海底热泉生命起源说”。事实究竟如何，期待未来的海洋科学家给我们答案。