海底幽暗冰冷物種少？海底“黑煙囪”顛覆你的想象

作者：中科院海洋所

文章來源于科學(xué)大院公眾號(hào)（ID：kexuedayuan）

20世紀(jì)70年代，海底熱液的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義。尤其是海底生物群落的大量發(fā)現(xiàn)改變了過去人們對(duì)于海底幽暗、冰冷、生物種類稀少的普遍認(rèn)識(shí)。

海底熱液區(qū)域的發(fā)現(xiàn)首先使人們對(duì)于研究生命起源有了新的思路和認(rèn)識(shí)。其次，伴隨著海底熱液流體的大量噴出，金屬硫化物礦產(chǎn)，錳質(zhì)結(jié)核，金屬氧化物等資源也大量相伴生，使海底熱液區(qū)具有極大的資源潛力和開發(fā)價(jià)值，有助于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展并緩解資源危機(jī)。

(視頻截圖)

熱液區(qū)獨(dú)特的生物群落也是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)，通過對(duì)這種極端環(huán)境下生活的生物的深入研究，有助于探索地球早期生命的起源以及促進(jìn)生物工程及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

(視頻截圖)

海底熱液活動(dòng)區(qū)域主要分布在洋中脊、火山弧、弧后盆地?cái)U(kuò)張中心、板內(nèi)熱點(diǎn)、甚至遠(yuǎn)離洋中脊的地方（Lost-City熱液活動(dòng)區(qū)）。

(視頻截圖)

在研究海底熱液活動(dòng)的過程中，地球化學(xué)，巖石學(xué)，礦物學(xué)都扮演著不可或缺的作用，但歸根到底還是要回到元素的性質(zhì)上，元素比值、損失或富集、礦物的富集等都會(huì)反映了海底熱液活動(dòng)形成的環(huán)境、元素遷移過程以及熱液產(chǎn)物的形成。

經(jīng)過近四十年的努力研究，一些學(xué)者對(duì)海底熱液活動(dòng)的研究也取得了相當(dāng)多的成果，但是仍然有一些問題去解決。

海底熱液區(qū)域是海底一種典型的極端環(huán)境，主要由噴口流體和海底下的流體組成。噴口流體普遍高溫，即我們平常所說的海底“黑煙囪”，但也會(huì)有中低溫，甚至與海水接近，其大多呈酸性，但也有堿性，流體主要由水組成，還含有其他多種化學(xué)成分，如Li、Na、K、Rb、Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cl等元素。這些元素對(duì)于研究熱液活動(dòng)的形成、演化都有重要意義。

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根據(jù)目前的研究進(jìn)展，科學(xué)家主要通過探測(cè)水體環(huán)境異常、地質(zhì)環(huán)境異常、地形地貌特征與生物繁茂特征等作為參考探測(cè)和尋找熱液區(qū)域。

隨著海底調(diào)查技術(shù)的發(fā)展，更多的海底熱液區(qū)域已經(jīng)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。迄今，全球洋底已發(fā)現(xiàn)熱液場(chǎng)和熱液異常點(diǎn)共565處，其中賦存金屬硫化物的熱液場(chǎng)有349處，正在活動(dòng)的熱液場(chǎng)有237處，已停止活動(dòng)的熱液場(chǎng)有53處，熱液異常區(qū)和未得到影像證實(shí)但已取到金屬硫化物樣品的區(qū)域有274處。

現(xiàn)代海底熱液活動(dòng)分布廣泛，在太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋、南極洲、紅海和地中海都有發(fā)現(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)太平洋和大西洋的海底熱液區(qū)域較多，印度洋緊隨其后。

(視頻截圖)