高美丽
万物生长不一定靠太阳（上） □ 李新正图1. 太平洋马努斯热液区1700米水深处的“黑烟囱” （“发现”号拍摄，图片来自中科院海洋所张鑫研究员）图2. 蛟龙冷泉I号区生物群落景观 地球表面大约71%的面积被海洋覆盖。海洋的平均水深大约为3800米，如果将水深超过200米的海域定义为海，则深海占海洋面积的93%，如果以500米以下为深海，则深海也占到海洋面积的90%以上。1839年之前，人们曾认为500米以下的深海是无生命带。随着19世纪科学技术的进步，特别是海洋探测技术的发展和远洋探险活动的增加，采集到肉眼可见的大型海洋生物的深度记录一再被打破，人们才逐渐认识到整个海洋，无论多深，都有海洋生物的分布，特别是细菌、古菌等微生物，分布在海洋的各种深度、各个角落、各种环境中。可以说，整个海洋充满了各种各样的生物。而深海的热液和冷泉是近年来国际海洋科学考察和研究的热点，因为热液区和冷泉区有非常特殊的化能生态系统，颠覆了人们“万物生长靠太阳”的传统认知。 1948年，瑞典科学家利用“信天翁”号考察船在红海发现了高温高盐的溶液；1974年，美国科学家在大西洋中央洋脊发现热液活动现象；1977年，美国的载人深潜器“阿尔文”号在东太平洋加拉帕哥斯断裂带近2500米深处首次发现了海底热液生物群落，拉开了深海化能环境生物群落考察研究的序幕。 化能即化学能，化能环境是指具有大量化学能量的环境。化能生物群落是指以化学能为起始能源，利用化学能制造有机质并推动整个群落生物的繁衍生息的生物群落。在热液和冷泉环境，从地球内部喷发或者渗出的甲烷、硫化氢等气体在与海底沉积物和海水进行氧化还原反应时会释放出化学能。而热液是热的气体和液体、固体的混合物，本身就带着热能，热能也可以被该环境中的生物所吸收利用。 1977年之后，全球范围内的大量深海热液喷口和热液生物群落被发现和报道。热液喷口喷出的液体和气体的温度非常高，因此这种环境被称为“热液”或者“热泉”。我国科学家利用“发现”号无人深潜器和自制的温度探头在西南太平洋马努斯热液区测得的热液喷口的最高温度是378℃。由于热液喷口喷出的气体常常以硫化氢等硫化物为主，夹杂着大量的重金属化合物，因此喷出的气、液混合物在深潜器的探照灯灯光下是黑色的。因而，这样的喷发现象被称为“黑烟囱”。 深海冷泉的发现晚于热液，直到1984年才由日本的科学家在日本相模湾发现。冷泉并不是真的“冷”，其喷出的气体和液体的温度与周围海水环境的温度相同或者略高于该区域的水温，只是因为与“热液”相比，其温度是低的，因而称为“冷泉”。冷泉不但发现得比热液晚，已知冷泉的数量也远少于热液，而且分布区也大都在靠近大陆的近海，不像热液那样主要分布在洋中脊上。近年来，我国利用“蛟龙”号、“深海勇士”号载人深潜器和“海马”号、“发现”号无人深潜器连续在南海北部大陆架和大陆坡交界处发现了多处冷泉环境。 笔者有幸在2013年跟随“蛟龙”号试验性应用首航次和2018年“深海勇士”号出海，分别乘坐这两艘载人深潜器考察了南海东北部1120米水深的“蛟龙冷泉I号区”和西北部1385米水深的“海马冷泉II、III号区”，直接观察了冷泉生物群落状态。 通过对这两处冷泉生物群落的景观比较和对采集的生物样品的深入研究发现，冷泉生物群落的结构与热液环境生物群落的结构十分类似，都以从海底溢出的气体（甲烷、硫化氢等）与沉积物和海水中的物质进行氧化还原反应释放的化学能作为最初的能源，这是热液和冷泉生物群落的最初驱动力。（作者系中国科学院海洋研究所研究员，全国海洋生物学首席科学传播专家。中国科普作家协会海洋科普专业委员会供稿） 请问你要的是这个吗？希望能够帮助到你，谢谢。 来源于 科普时报——数字报