科学家 隐秘于深海的不同世界——深海热泉生物圈


科学家 隐秘于深海的不同世界——深海热泉生物圈
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科学家 隐秘于深海的不同世界——深海热泉生物圈
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过去一百年中 , 由于人类科技的进步和先驱者们的不懈努力 , 在外太空探索方面 , 人类1977年9月5日发射的旅行者1号已经于2012年8月25日穿越太阳圈并进入星际介质 。 但是对于占据地球上绝大部分面积的海洋 , 我们所掌握的资料还没有外太空来的更多 。 比如我们今天讲到的深海烟筒——深海热泉 。
黑色的海底烟柱首次在东太平洋海隆被发现于1977年 , 发现人是斯克里普斯海洋研究所的科学家 , 其主要成分是热泉中的矿物 。 当超高温的热泉接触冰冷的海水时 , 矿物质沉淀析出变成烟囱的一部分 , 其中有些高达60米 。 相对于此深度通常大约2°C的环境水 , 海底热泉中喷出的水之温度可高达60至464°C 。 时由于此深度极高的液体静压力 , 海底热泉可能会成为超临界流体 。 其在218标准大气压下在纯水中的临界点是375 °C 。 在水下3000米的深度 , 压力超过300标准大气压(海水密度超过淡水) , 因此在407 °C处成为超临界流体, 拥有介于气体和液体之间的性质 。 深海热泉通常发现于火山活动频发、大陆板块移动的地区及海盆、热点附近 。
已知深海热泉分布区域
最初的海底烟囱是由矿物质硬石膏沉积形成的 。 铜、铁、锌的硫化物矿物填塞其缝隙 , 减少孔洞 。 曾有记录显示海底烟囱可以快到每日增长30公分 , 到60米左右垮掉 。 活跃的海底热泉还被认为存在于木星的卫星木卫二上 , 火星上可能还有古代的深海热泉 。 是一种由星球内部能量的释放形成的自然性的现象 。 现在黑色海底烟柱存在于大西洋和太平洋地区平均2100米深的水下 。 最北部的五个黑色烟柱被称为洛基城堡 , [9
2008年 , 它们由卑尔根大学的科学家发现于格林兰岛和挪威之间北纬73°N的地点 。 深海热泉有着间歇性和不可预测性 , 以现在的技术手段无法对于热泉的喷发做出合理的时间脉络 。
一般认为生物存活必须依靠阳光 , 但是许多深海生物能只依靠海地的沉积物为生 。 深海热泉为这些生物提供了栖身之所 , 海底热泉附近的水体富含矿物质及细菌 。 因此其附近通常会聚集著端足类和桡足类生物 , 更大型的生物还有鱼类、甲壳纲生物、管蠕虫和章鱼 。 巨型管虫可长达2.4米 , 是深海热泉附近最重要的生物之一 。 它们没有嘴和消化道 , 依靠它们自身组织中的细菌生产的养分为生 , 每盎司管蠕虫组织中约有2850亿细菌 。 管蠕虫红色的羽状组织中含有血红蛋白 。 血红蛋白和硫化氢结合 , 并且转移到生活在管状蠕虫体内的细菌 。 细菌回报给管蠕虫含有碳化合物的养分 。 生活在此地的奇特生物还有鳞足蜗牛 , 这也是人类已知的拥有硫化铁腹足鳞甲的动物 , 其非常奇特的足部附有铁化物和有机材料形成的起保护作用的鳞片 。 可在80 °C(176 °F)高温下存活的庞贝虫也发现于此地 。 在墨西哥海岸附近2500米深处海底发现有光养细菌存在 , 在此深度并无阳光 。 这些绿菌门的细菌依靠黑色海底烟柱发出的微光来进行光合作用 , 这是世界首次发现不使用阳光进行光合作用的生物 。
深海热泉周边的生物群落
【科学家|隐秘于深海的不同世界——深海热泉生物圈】因为有丰富的海底块状硫化物矿床 , 深海热泉成为了海底开发的一个重要地区 。 澳大利亚昆士兰的伊萨山就是著名的开发地之一 。 开发这些地区被认为极有经济价值 。 开发这些海地矿产可能会破坏深海热泉附近的生态系统 , 因此在开发之前需要有许多保护和控制措施 。 遗憾的是关于保护深海热泉问题在过去几十年内一直争论不休 , 到目前为止很多深海热泉已经被破坏 , 虽然有多次企图规范科学家们考察行为的国际公约 , 不过现在仍没有旨在保护深海热泉的国际公约 。

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