深海秘境的“烟囱森林”_

此“烟囱”非彼烟囱
　　1977年的某一天，美国科学家毕肖夫博士等3人一起乘坐“爱尔文”号潜艇下潜到了东太平洋海隆，准备在那里开展海底热泉考察。潜艇下潜到了水深2500～2700米的海底附近，在通过水下观察镜进行环境观察时，毕肖夫意外地发现，在海底的热液溢口周围，“伫立”着许许多多长柱状、短柱状的“烟囱”，乍一看，就像一片“烟囱森林”。这些烟囱，就像我们在生活中常见的那样，冒出一股股浓密的“黑烟”或者“白烟”。
　　在看到这个场景的时候，潜艇上的每个人都感到非常惊讶，同时也有一种发现新事物的兴奋。他们意识到，这一定是一种很有研究价值的现象。
　　之后，不少国家的海洋调查者都先后在大西洋中脊、太平洋海隆和印度洋中脊等几十处海域发现了类似的海底热液活动及其硫化物矿床，并且相继开展了海底热液矿床的探测。随之而来的是越来越多的“烟囱”被科学家们发现。
　　我们日常所说的“烟囱”，当然是一个物质燃烧后产生的烟雾的通道，而在这里所说的“白烟囱”和“黑烟囱”，其实只是看上去像烟囱冒烟一般，实际上是一种富含矿物质的高温流体喷射的现象。从这些“烟囱”中喷出的，是大量的含有多金属硫化物的岩浆，这些高温的岩浆遇到了低温的海水，被冷却后就形成了这种柱状的沉淀物——烟囱。烟囱高一般从几米到几十米，最高能到百米；直径从几十厘米到几米，最宽的能有十几米，有的甚至形成小丘。可不要小瞧这些黑烟囱和白烟囱，它们可是富含着具有极高工业价值的矿物质。那么，为什么会有黑、白两种颜色的烟囱呢？它们是不是含有不同的物质呢？
　　的确，两种烟囱的颜色不同，正是因为它们所含的主要物质是不一样的。在白烟囱中，由于主要含有碳酸盐、硫酸盐矿物，所以整体上颜色是白色的。而在黑烟囱中，由于主要以黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿和硫化物这些物质组成的，所以看上去是黑色的。
　　而在发现这些“烟囱”的科学家的眼中，它们是如此美丽，并且富有生机！原来，这些“烟囱”也是在不断地长高的。由于从“烟囱”口喷出来的都是矿物质沉积，当它们冷却后，一部分烟雾就沉淀在烟囱口周围，久而久之，这些“烟囱”就越长越高。
“烟囱”背后的秘密
　　让人们感兴趣的是，这些“烟囱”是怎样形成的呢？白烟囱和黑烟囱的形成主要与海水及其相关的金属元素在大洋地壳内的热循环有关。海水沿着地壳之间的裂隙向下渗透，可以到达几千米的深度。海水在地壳深部受热加温后，通过一些化学作用，溶解了岩石中的多种金属元素，然后又沿着裂隙对流上升，并从海底喷发出来。这些热液刚喷出时，还是澄清的溶液，但是由于溶解了大量金属元素的矿液与海水的成分
及温度都不相同，两者经过混合之后，很快就产生了沉淀，并且变成了浓密的“黑烟”。
　　海底白烟囱、黑烟囱的发现，极大地推动了科学家们对金属矿产形成过程的研究，并成为各个发达国家争相研究海底资源的巨大动力。目前，人们已经在世界各大洋，包括大西洋、印度洋、太平洋、红海等海底深处，以及一些深水湖泊，包括东非裂谷、贝加尔湖中发现了大量烟囱。由于这些海底硫化物具有矿体密集、贵重金属含量高，以及成矿过程快速等特点，并且易于开发和开采，所以很快就成为了人类未来海底矿产资源开发计划中的重要部分。现在，包括美国、德国、法国等在内的许多国家都已经开展了大规模的海底地质调查，来探查这些热液硫化矿床。
　　而实际上，“白烟囱”和“黑烟囱”引起科学家们极大兴趣的还远远不止现象自身。原来，就在这些温度高达350到400摄氏度的高温热液喷口的附近，科学家们竟然发现了一个个令人称奇的生物群落！截至目前，在热夜喷口附近新发现的生物物种，已经达到10个门类，500多个种类，它们主要是由管状蠕虫、贻贝类、蛤类，甚至蟹类、小虾、藤壶和水母等组成，另外还有很多大量的化学自养细菌。科学家们欣喜地发现，在海底“黑烟囱”的周围，生物多样性和生物的密度竟然可以与热带雨林相媲美，堪称海底的“生命绿洲”，这极大限度地拓宽了人们对生命现象的认识。难道在“黑烟囱”周围生活很了不起么？
　　要知道，“黑烟囱”喷口的高温对于地球上的绝大多数生物来讲，都是不可能承受的。另外，“烟囱”所处的海面以下1000米到4000米的深处，那里的压力，足以将所有陆上生物的身体都压扁。再者，这些从海底喷溢而出的热液中，都含有毒性的化学物质硫化氢……所有这些，
在正常情况下，几乎都可以作为杀灭所有生物的手段，而科学家们所发现的这些深海生物，却能够在其中悠闲地生活。那么，这一切对于我们人类来说有什么重要的意义呢？
　　科学家们之所以要研究这些生活在极端环境下的生物，要观察它们的生活条件，要研究它们是如何承受这些极端环境因素的，一方面，是想通过它们所提供的线索，来探索地球上生命的起源。35亿年以前，地球上的环境就像现在的这些热液喷口附近的环境一样，温度很高，大气
中弥漫着各种有毒的气体。生命就是在这样的环境中出现并且发展起来的。另一方面，科学家也期望能够通过了解这些生物体内耐受极端环的机制，从而为人类将来可能面对的各种难以预料的环境变迁做出准备。同样，对这些生存在极端条件下的生物进行研究，也为科学家们探讨生命在其他星球存在的可能性提供了一个最有效的途径。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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