浙江科學家領銜中國航程最長環球科考(圖)

(制圖 李本獻)

今年在海底發現很多黑煙囪

可能地震頻發的地殼正處在活躍期

高毒高熱的海底火山口竟然還有個生物群落

它們的生存環境就是數億年前的地球

12月11日上午，3杯來自太平洋、大西洋、印度洋1800-3000米海底的海水被注入黃海，象征著中國規模最大環球科考凱旋。

去年冬天從廣州黃埔碼頭鳴笛遠航，繞地球一周，昨天中國大洋科考主力船舶“大洋一號”回到山東青島奧運會帆船中心碼頭。我國史上歷時最久，航程最長的大洋科考，究竟為人類帶回來哪些大洋深處的秘密？

環球科考，隨船主力科學家來自位于杭州的國家海洋局第二海洋研究所，科考總首席陶春輝是浙江德清人。

離開祖國航行369天，大洋一號駛過了除北冰洋以外的世界三大洋，行程64162海里，約合11.88萬公里，接近地球赤道長度的3倍。

輪船從廣州南下，先在印度洋上放下了一個漂浮在海面上的氣象水文觀測站，這是中國人首次在大洋深處擁有自己的觀測站。

輪船進入大西洋后，在這片大洋的南部活動，進入太平洋后，科考區域是赤道附近的東太平洋。輪船在這兩片廣袤的大洋深處徘徊，停泊，為的是探究深海底部冒著黃色、白色、黑色煙霧的大煙囪的奧秘。

從來沒找到過這么多海底黑煙囪

黑煙囪(海底熱液區)可以理解為海底的火山。在印度洋、大西洋、太平洋的中部海底，擁有連綿起伏，自北向南橫貫大洋的山脈，稱作大洋中脊，總長度超過10萬公里，在它們面前，陸地上的最長的阿爾卑斯—喜馬拉雅山脈不過是小弟弟。

這些在海底隆起的大洋中脊，是地球板塊擠壓的產物。在地球兩大板塊相互撕扯的地方，大洋中脊會裂開一道道傷疤，不安分的地殼深處熱液就從傷疤處噴涌而 出。噴涌物日積月累，就成了黑煙囪，外形好似溶洞里的鐘乳石，但它們的塊頭大得多，這次發現的最高達26米，此前，過百米的黑煙囪也曾被人們找到。

地殼深處的熱液超過1000℃，將巖石中的硫、銅、鐵、鉛、鋅等物質熔化在液體中，因而噴涌而出的煙塵呈現各種顏色。

人類1979年發現第一個海底黑煙囪，32年來，全球科學家找到黑煙囪不過300根左右，而僅憑中國科學家一己之力，一年中就找到了16根。

這一次環球科考發現的黑煙囪特別多，可能包含運氣因素，也可能因為這次海洋科考用上了水下機器人等先進儀器，不過，陶春輝推測，喜人發現背后或許隱藏著地殼運動的秘密。

近年來，印度尼西亞、中國、牙買加、日本……全球大地震頻發，加上大量黑煙囪被發現，或許正印證著一個事實：我們所在的地球，地殼正處在活躍周期。在 地球板塊擠壓、拉伸運動活躍的年份里，海底的傷疤可能增多，地殼深處的物質加速從更多缺口噴涌，由板塊運動帶來的地震、海嘯也會多起來。

“寶石山”真是寶石山

東太平洋、南大西洋的這兩片海區，此前是人類探索的空白區，其中南大西洋是距離中國大陸最遠的一塊海域。這一次，科學家們沿著兩大洋的大洋中脊行進， 發現了一座座黑煙囪噴射堆積成的山峰，在東太平洋赤道附近，有一座山峰叫做太極山，因為煙囪里噴出的既有黑煙，又有白煙，混合在一起，頗有太極圖的意味。 還有一座山峰被命名為“寶石山”，與杭州西湖邊的寶石山恰好同名。

被纜繩牽引，一個金屬挖斗伸向海底山峰，采掘了2.2噸金屬硫化物，其中一塊500公斤重的硫化物被放在大洋一號尾部的甲板上，供青島市民參觀。這是我國有史以來在深海海底采集的最大一塊金屬硫化物。

這塊黃、黑、紅相間的石頭，看上去有些滄桑感，其實它是地球表面年紀最輕的石頭。我們常見的陸地巖石，年齡動輒數千萬、數億年，而這塊巖石，由海底熱液從地下噴出凝結而成，不過百年。

熱液日復一日地噴涌，冷卻后的塵埃不斷在周邊散落、堆積，這塊巖石隨之一點點長大，在石頭上所能找出的一圈圈紋路，好似大樹的年輪，恰是一天天累積的痕跡。

陸地上金屬礦的祖先，在千萬年前，就是這副模樣。可以想見的是，若這塊巖石不被科學家打撈出水，它們會在海底沉寂千萬年乃至數億年，隨著地殼隆起導致的滄海桑田巨變，浮出水面變成山峰。

這塊從寶石山上開采的石頭，就是一塊寶石。除了硫元素之外，石頭里有鐵、銅，甚至還有含量不低的黃金，其成分類似于陸地上黃鐵礦或閃鋅礦。就人類短暫 的歷史而言，礦石屬不可再生資源，造汽車，蓋房子，打首飾，我們對金屬的需求一直在增加，終有一日，當陸地上的金屬礦枯竭后，深海的這些黑煙囪山峰，就是 后備資源。

蛟龍號深海挖寶靠譜嗎？

今年，中國造的載人潛水器蛟龍號抵達5000多米深的海底，中國人得以直面散落海底的寶藏。潛水員操縱蛟龍號伸出手臂，就能把一塊塊礦石裝入筐中。

這次環球大洋科考，要把海底礦石打撈出水，顯得艱難得多。一只機械手從船舷被放下，連著一根數千米長的纜繩，在纜繩上通高壓電，船上就能操縱機械手在 海底的動作。操作員距離海底有數千米，只能借助微弱燈光尋找礦石，且纜繩被洋流沖擊搖晃不止，每抓住一塊石頭，要費好大工夫。

有網友建議，既然蛟龍號挖寶能力強，就帶著它環球科考，到海底挖寶貝。中國大洋協會辦公室副主任李波對這個設想不以為然：把蛟龍號變成海底的礦工，我們中國人也太奢侈了，花去數千萬的成本，也就能挖到幾塊石頭。

無論大洋一號還是蛟龍號，只能在海底搜尋寶藏，但如何將深埋海底數千米的礦石簡便、廉價地打撈出水，這還是個世界難題。

海底火山口的生物鏈竟不要光合作用

中學生物課上，我們知道光合作用是地球上萬物賴以生存的基礎：擁有葉綠素的植物，在陽光照射下，把二氧化碳和水變成葡萄糖，由此產生的營養物質給各種低等或高等動物供給能量，維持著地球上生物的繁衍。

海底火山口附近會有生物的存在嗎？依照目前我們對常見生物習性的了解，高等動物存活的可能性不大。火山口的溫度少說也有個幾百攝氏度，哪種動物能抵擋這樣的高溫？地下噴涌而出的硫、重金屬都是劇毒物質，不僅人類，幾乎所有高等動物都能被它們毒死。

這次，在攝像頭中，科學家們在海底火山口附近看到了一個生機勃勃的神秘世界。

扎堆在火山口游弋的海蝦，密密匝匝如同馬蜂窩里的蜂群，這些蝦，通體呈白色，沒有視力，被叫做盲蝦。這次科考抓住了200多只盲蝦，它們被制成標本。

陶春輝向世界宣布的更大發現，是一種從未見過的火山口高等動物。現在，這條被冰凍的魚正待做DNA檢測，它很可能是這個星球剛被發現的新成員。

盲蝦畢竟是無脊椎低等動物，但這條魚卻的的確確是高等級的脊椎動物，尚沒有學名，科學家們暫時叫它熱液魚。這條魚的樣子就像一只放大了的蝌蚪，近似三角形的大頭，尾巴長且細，約60厘米的身長，卻只有不到半公斤的體重。它全身灰黑色，沒有鱗片，長著堅硬的剛毛。

這條熱液魚被發現后，一個不為人知的深海火山口生物鏈浮出了水面。

在盲蝦的身體表面，科學家們找到了若干個小黑點，它們是種特殊的細菌，因愛好硫這種食物，被稱作嗜硫細菌。嗜硫細菌有種特殊功能，把劇毒硫化物吞入體內，用體內的化學反應把它轉化為能量。

嗜硫細菌是寄生蟲，盲蝦就是給它提供住所的寄主，這種大小類似基圍蝦的蝦米，也成為了取食最為方便的動物，它們餓了就吃身體表面的嗜硫細菌。細菌繁殖迅速，盲蝦邊吃，它們在蝦的身上邊生長，從不斷糧。

熱液魚的出現，使得這條簡單的海底火山生物鏈成型。數量稀少的熱液魚，專吃隨處可見的盲蝦，它們死后，尸體又被嗜硫細菌分解。

研究這個奇特的生物群落，絕不為單純滿足我們的好奇心。在地球混沌初開的日子里，也曾經到處是火山、地震、巖漿，那時的天空、土壤、水中，充斥著硫化 物。在海底深處的火山口附近，恰好還原了數億年前地球的場景。若弄明白海底火山生物部落的生存狀況，或許，我們就能讀透地球上的生命起源。