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隐秘于深海的不同世界深海热泉生物圈 [复制链接]

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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,人类年9月5日发射的旅行者1号已经于年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°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。其在标准大气压下在纯水中的临界点是°C。在水下3,米的深度,压力超过标准大气压(海水密度超过淡水),因此在°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米深的水下。最北部的五个黑色烟柱被称为洛基城堡,[9]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(°F)高温下存活的庞贝虫也发现于此地。在墨西哥海岸附近2,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。

深海热泉周边生物群落

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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