科學家發現地球最極端深海“黑煙囪”(圖)
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- 時間:2012/1/12 16:27:18 來源:騰訊科技
[導讀]科學家在加勒比海域開曼海槽發現了迄今為止條件最為極端的深海熱液涌出口，并推測類似的“深海黑煙囪”可能遍布世界各海域底部。
深海熱液涌出口存在著極端的環境條件
騰訊科技訊(Everett/編譯)據國外媒體報道，近日，科學家發現世界上環境最極端的深海火山口，位于加勒比海底部斷裂處下約五公里深。該深海火山口如同一個海底溫泉，比以往發現的深海火山口還要深大約0.8公里，溫度超過450攝氏度，并且伴隨著海底礦化熱液噴射流，向上噴流超過一公里。深海火山口盡管是地球上最惡劣的極端條件之一，但噴口附近卻聚集了成千上萬的蝦，這種蝦屬于一個新物種，背部長有感光器官。隨著更多的深海熱液涌出口在海底山脈附近被發現，研究人員推測這些“深海黑煙囪”的數量可能比以往認為的要多，遍及世界各海域中。
本周，《Nature》的在線期刊《Nature Communications》上刊登了一則由位于南安普敦國家海洋學中心的海洋地球化學博士道格康奈利(Doug Connelly)與南安普敦大學海洋生物學博士喬恩科普利(Jon Copley)共同領導的研究團隊所進行的課題論文，詳細描述了位于加勒比海底目前已知的最深海底火山口狀況，以及從火山口中涌出的礦化熱液噴射流的具體信息。在2010年4月，皇家海洋調查船詹姆斯庫克(James Cook)號在探險任務中，科學家使用國家海洋學中心的機器人潛艇Autosub6000和一臺深潛器(HyBIS)，調查了開曼群島南部的深海火山口，其位于開曼海槽深處五公里的位置。
“黑煙囪”似的火山口涌出的海底熱液通常含有非常豐富的銅，伴隨的礦化熱液噴射流高度是其他海底火山的四倍以上。盡管科學家不能直接測量礦化熱液涌出口的溫度，但是根據其特征可推測出這個世界上最深的深海火山的溫度可能要高于450攝氏度。根據研究人員道格康奈利介紹：位于加勒比海底的“黑煙囪”可能是地球上數個類似的深海火山口之一，在這里我們可以研究海底巖石與“超臨界液體”之間的相互作用，尤其是在極端的溫度和壓力條件下。
研究小組還發現，在將近六米高的涌出口頂部周圍集結著成群的蒼白色的蝦，數量高達每平方米2000只左右，這種蝦缺少普通蝦所具有的眼睛，但是它們在背部長著感光器官，這可能有助于在昏暗的深海熱液涌出口辨認方向。研究人員將這種蝦命名為Rimicaris hybisae，并用深海潛水器收集。開曼群島深海熱液涌周圍發現的蝦類與一種被稱為Rimicaris exoculata的盲蝦有關，這種盲蝦已經在位于4000公里外的中大西洋海嶺底部深處的熱液涌出口被發現。
此外，除了存在新蝦種，還有數以百計的長著白色觸角狀的海葵位于底部裂縫中，在那兒存在著來自海床滲出的溫暖海水。喬恩科普利認為：通過對開曼群島深海熱液涌出口附近生物的研究，并將它們與世界上其他深海火山口的生物種群進行比較，有助于我們了解這些深海生物是如何進行以及分布的。
研究人員察覺到這些“深海黑煙囪”位于海底山脈斜坡上，而海底山脈的頂峰距離海面仍然有著三公里的距離，如此巨大的深海山脈景觀是由巨大的巖石層板塊與大洋底部扭曲作用產生的應力釋放形成。對海洋學家而言，尋找海底山脈上的“黑煙囪”是一件令人興奮的事兒，據道格康奈利介紹：在此之前，我們從未發現在同一個深海區域中存在熱液和酸性液體，在開曼群島的發現顯然與眾不同。加勒比海底山脈特征與世界大洋中的海底山脈基本類似，存在較多共同點，這也意味著深海熱液涌出口可能在世界大洋中廣泛分布，比之前認為的要多。
該處深海熱液涌出口被研究小組命名為馮·達姆熱液涌出區，以紀念一位地球化學科學家卡倫·馮·達姆(Karen Von Damm)。研究過程中所發現的新物種，比如新蝦種、像蛇一樣的深海魚類，還有此前未曾見過的蝸牛、甲殼類動物。喬恩科普利認為：深海熱液噴口附近的生物群落存在一個最大的謎團，即這些生物是如何從這個涌出口分散到另一個涌出口，因為兩個相鄰的熱液涌出口之間顯然有著較大的距離，但是也許存在著更多的熱液涌出類型，在兩個熱液涌出口之間起著連續過渡的作用。
截至到2009年12月，英國探險隊和美國探險隊都對開曼海槽進行了探索研究，并檢測了深海熱液涌出口的羽狀噴流。第二支美國探險隊目前正操作潛水機器人進一步調查涌出口情況，而英國的探險隊預計在2013年重返加勒比海域開曼海槽，屆時英國國家海洋學中心的深潛遙控潛水器可達到六千米的工作深度。
