科学家发现地球最极端深海“黑烟囱”

深海热液涌出口存在着极端的环境条件

近日，科学家发现世界上环境最极端的深海火山口，位于加勒比海底部断裂处下约五公里深。该深海火山口如同一个海底温泉，比以往发现的深海火山口还要深大约0.8公里，温度超过450摄氏度，并且伴随着海底矿化热液喷射流，向上喷流超过一公里。深海火山口尽管是地球上最恶劣的极端条件之一，但喷口附近却聚集了成千上万的虾，这种虾属于一个新物种，背部长有感光器官。随着更多的深海热液涌出口在海底山脉附近被发现，研究人员推测这些“深海黑烟囱”的数量可能比以往认为的要多，遍及世界各海域中。

本周，《Nature》的在线期刊《Nature Communications》上刊登了一则由位于南安普敦国家海洋学中心的海洋地球化学博士道格康奈利（Doug Connelly）与南安普敦大学海洋生物学博士乔恩科普利（Jon Copley）共同领导的研究团队所进行的课题论文，详细描述了位于加勒比海底目前已知的最深海底火山口状况，以及从火山口中涌出的矿化热液喷射流的具体信息。在2010年4月，皇家海洋调查船詹姆斯库克（James Cook）号在探险任务中，科学家使用国家海洋学中心的机器人潜艇Autosub6000和一台深潜器（HyBIS），调查了开曼群岛南部的深海火山口，其位于开曼海槽深处五公里的位置。

“黑烟囱”似的火山口涌出的海底热液通常含有非常丰富的铜，伴随的矿化热液喷射流高度是其他海底火山的四倍以上。尽管科学家不能直接测量矿化热液涌出口的温度，但是根据其特征可推测出这个世界上最深的深海火山的温度可能要高于450摄氏度。根据研究人员道格康奈利介绍：位于加勒比海底的“黑烟囱”可能是地球上数个类似的深海火山口之一，在这里我们可以研究海底岩石与“超临界液体”之间的相互作用，尤其是在极端的温度和压力条件下。

开曼海槽发现的新虾类与盲虾存在联系

研究小组还发现，在将近六米高的涌出口顶部周围集结着成群的苍白色的虾，数量高达每平方米2000只左右，这种虾缺少普通虾所具有的眼睛，但是它们在背部长着感光器官，这可能有助于在昏暗的深海热液涌出口辨认方向。研究人员将这种虾命名为Rimicaris hybisae，并用深海潜水器收集。开曼群岛深海热液涌周围发现的虾类与一种被称为Rimicaris exoculata的盲虾有关，这种盲虾已经在位于4000公里外的中大西洋海岭底部深处的热液涌出口被发现。

此外，除了存在新虾种，还有数以百计的长着白色触角状的海葵位于底部裂缝中，在那儿存在着来自海床渗出的温暖海水。乔恩科普利认为：通过对开曼群岛深海热液涌出口附近生物的研究，并将它们与世界上其他深海火山口的生物种群进行比较，有助于我们了解这些深海生物是如何进行以及分布的。

研究人员察觉到这些“深海黑烟囱”位于海底山脉斜坡上，而海底山脉的顶峰距离海面仍然有着三公里的距离，如此巨大的深海山脉景观是由巨大的岩石层板块与大洋底部扭曲作用产生的应力释放形成。对海洋学家而言，寻找海底山脉上的“黑烟囱”是一件令人兴奋的事儿，据道格康奈利介绍：在此之前，我们从未发现在同一个深海区域中存在热液和酸性液体，在开曼群岛的发现显然与众不同。加勒比海底山脉特征与世界大洋中的海底山脉基本类似，存在较多共同点，这也意味着深海热液涌出口可能在世界大洋中广泛分布，比之前认为的要多。

该处深海热液涌出口被研究小组命名为冯·达姆热液涌出区，以纪念一位地球化学科学家卡伦·冯·达姆（Karen Von Damm）。研究过程中所发现的新物种，比如新虾种、像蛇一样的深海鱼类，还有此前未曾见过的蜗牛、甲壳类动物。乔恩科普利认为：深海热液喷口附近的生物群落存在一个最大的谜团，即这些生物是如何从这个涌出口分散到另一个涌出口，因为两个相邻的热液涌出口之间显然有着较大的距离，但是也许存在着更多的热液涌出类型，在两个热液涌出口之间起着连续过渡的作用。

截至到2009年12月，英国探险队和美国探险队都对开曼海槽进行了探索研究，并检测了深海热液涌出口的羽状喷流。第二支美国探险队目前正操作潜水机器人进一步调查涌出口情况，而英国的探险队预计在2013年重返加勒比海域开曼海槽，届时英国国家海洋学中心的深潜遥控潜水器可达到六千米的工作深度。

腾讯科技（Everett/编译）