深海熱泉,，蘊(yùn)藏多少生命起源的秘密,？
◎ 包益敏 楚大振 王誠志
海平面2000米以下有一些熱烈噴發(fā)的大“煙囪”,，這樣的海底“煙囪”通常被稱為“深海熱泉”或“海底熱液系統(tǒng)”,，常見于地球構(gòu)造板塊的薄弱地帶。
“黑煙囪”的發(fā)現(xiàn)
1977年,，阿爾文號在東太平洋加拉帕戈斯附近海區(qū)下潛時(shí),，發(fā)現(xiàn)低溫?zé)嵋?，并在熱液區(qū)發(fā)現(xiàn)大量高等海洋生物,，包括管狀蠕蟲、雙殼類生物,、螃蟹等,，這些生物形成了極為特殊的深海生態(tài)系統(tǒng)。
1979年,，阿爾文號再次下潛到東太平洋中隆處時(shí),，發(fā)現(xiàn)一些冒黑煙的特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)，噴出物的熱液溫度達(dá)到了350攝氏度,。研究人員將這種地質(zhì)結(jié)構(gòu)命名為熱液噴口,，由于海底熱液口的噴出物顏色大多偏黑色，且沉積物不斷累積增高形似煙囪,，因而又被稱作“黑煙囪”,。
自1977年，人類第一次發(fā)現(xiàn)深海熱泉后,，近幾年我國的“蛟龍”號也多次在深海熱泉附近采集樣本用于科學(xué)研究,。
“黑煙囪”的形成
形成“黑煙囪”的根本原因是大洋地殼板塊張裂，冰冷的海水沿裂隙向下滲透可達(dá)幾公里,，在洋殼深部加熱升溫達(dá)到400攝氏度左右時(shí),，就會與周圍的巖石發(fā)生水巖反應(yīng)，使得海水溶解周圍巖石中多種金屬元素的成分發(fā)生巨大變化,，此時(shí)的液體被稱為熱液,。
熱液隨后又沿著裂隙對流上升，最終噴出洋殼頂部重新注入海水，高溫?zé)嵋号c海水混合,，快速沉淀如硬石膏礦類的硫酸鹽或硫化物,，噴發(fā)的黑煙物質(zhì)也主要沉積在噴口附近，由于噴出時(shí)周圍環(huán)境的溫度驟降,，導(dǎo)致大量包含金,、銅、鋅,、鉛,、汞、錳,、銀等各種金屬硫化物的析出,，形成了所謂的“黑煙”，實(shí)際上,，“黑煙囪”只是熱液噴口沉積的形式之一,。
“黑煙囪”的價(jià)值
“黑煙囪”中的熱液活動(dòng)將大量金屬元素從地殼深處帶出，在海底形成銅,、鋅,、鉛、鈷等金屬硫化物以及金,、銀等貴金屬高品質(zhì)礦床,，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。洋底“黑煙囪”向地球大洋輸送熱量和地球化學(xué)通量,，對地球環(huán)境的形成具有很大影響,。
由于缺乏食物來源，深海環(huán)境一直被認(rèn)為是生命的禁區(qū),。然而,，在世界各地海底熱液系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了繁榮的生物群落，其中絕大部分物種是熱液環(huán)境中所獨(dú)有的,。熱液生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者是熱液噴口周圍種類繁多的細(xì)菌和古細(xì)菌,，它們從無機(jī)化合物中獲取能量，形成獨(dú)特的食物鏈,，區(qū)別于淺海和陸地上依靠光合作用的食物鏈,。
海底熱液系統(tǒng)與早期地球環(huán)境類似，并且具備生命起源所必需的物質(zhì),、環(huán)境,、能量等條件，有科學(xué)家推測地球生命的最初起源很可能就是從“黑煙囪”開始的,，因此對“黑煙囪”及周圍生物的研究將有助于我們揭開生命起源的秘密,。
（作者單位：中國地質(zhì)調(diào)查局煙臺海岸帶地質(zhì)調(diào)查中心）
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