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蛟龙号南海科考四大猜想:探秘黑暗生物圈
赵艳雄
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  在电影《地心游记》中,地表之下有一个生机勃勃的地心世界,那里甚至有一片海洋,生活着各种史前生物,看罢主人公的冒险之旅,人们不由得为儒尔·凡尔纳的想象力拍案叫绝。

  不过,地表下的海洋并非完全虚幻,随着深海钻探的不断开展,科学家发现,在深海海底之下存在着大量的液体,甚至可以称为“海底下的海洋”。但由于深藏于数千米的深海之下,科学家只能通过钻探取得的样品对其管中窥豹。明年上半年,完成7000米级海试的蛟龙号将赴南海深潜科考,可望进一步揭开“海底下的海洋”的神秘面纱。

  这是“蛟龙”号第一次完全意义上的科考任务。科学家将乘坐蛟龙号深入南海“龙宫”,探索热液和冷泉,揭秘“黑暗食物链”,追踪可燃冰的踪迹,光临奇特的火山口……我们就从“蛟龙”号执行的“南海深部计划”说开去,猜想一下“蛟龙”号在南海海底会给我们带来哪些惊喜。

  观测热液与冷泉

  深海海底是地表离地核最近的地方,尽管数千米深的海水阻隔了阳光到达海底。但地心深处释放的热量,同样能给这片漆黑的水域带来勃勃生机。

  在350万平方公里的南海底部深处,海水沿着海底的缝隙渗入地下,被深处的熔岩加热后向上重返海底,形成了海底最引人注目的现象之一——热液活动。重新返回地表的炽热海水带来了地壳深处的丰富矿物,在遭遇冷水后逐渐沉积,有可能形成特殊的矿脉。热液包裹着来自地球深处的能量,也逐渐催生了特定的生物群。

  海底还有一类独特的现象是冷泉。区别于热液,冷泉的温度并没有那么高。有一类冷泉是由于海底沉积层受到地壳板块挤压,促使其中的水涌出地表形成“泉眼”;还有一类是海底天然气溢出或是天然气水合物“可燃冰”分解形成“泉眼”。由于冷泉包含着海底沉积层的信息,科学家只要分析冷泉的成分,就能推断海底沉积层的成分。如果其中还有甲烷,那底下就可能是富有机质沉积层,其中就可能包含丰富的油气资源。

  总结:“蛟龙”号可最大限度地让科学家近距离观察海底的“热液”和“冷泉”,利用机械手反复测量分析泉眼的温度,并采集不同的样品。

  揭秘“黑暗生物圈”

  海面1000米之下就属于深海,阳光无法到达那里,人们熟知的光合作用无法在深海海底进行。然而科学家早已发现,深海海底并非一片死寂。

  上个世纪70年代,随着海底热液和热液生物群的发现,科学家们意识到,“万物生长靠太阳”总的来说没错,但在海底,地球内部散发的热量或许替代了阳光,成为海底“黑暗生物圈”的能量之源。在黑暗的海底,无论是肉眼可以看到的鱼虾蟹贝,还是数量庞大的微生物,都依靠来自地球深处的能量和物质,通过自身的化学作用制造有机质,并形成了海底的“黑暗食物链”。

  科学家们还发现,海洋中的大型生物只占约10%,其他的90%都是微生物,在深海海底,微生物占的比例还要大。在海底深处的沉积层甚至大洋地壳中都有微生物的存在。这个生活在海水超高压强下的地球最大生态系统,人类对其还是知之甚少。

  总结:“蛟龙”号在马里亚纳海沟的6次下潜作业发现了11种可能的新物种,其中第五次下潜至7062米释放诱饵后,鱼、虾、海参等蜂拥而出。在生物资源更加丰富的南海,“蛟龙”号明年的发现值得期待。

  尝试“可燃冰”采样

  南海海底蕴藏着丰富的天然气水合物、即俗称的“可燃冰”。由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》显示,科考人员在南海北部神狐海域钻探目标区内,已圈定11个“可燃冰”矿体,预测天然气储量约为194亿立方米。据初步估计,我国南海的可燃冰储量相当于目前陆上石油、天然气总量的一半。

  科学家们已经发现,“可燃冰”和“冷泉”有着密切的关系。在相对较浅的海底陆坡,“可燃冰”分解时会以“冷泉”的形式溢出,同时生成碳酸盐结壳或在海底形成泥火山。碳酸盐结壳和海底泥火山,就成为了解海底“可燃冰”矿体位置的一把钥匙。目前,此类“冷泉”出口和泥火山在南海北部已经在多处发现,科学家们亟待对这些天然气进行连续的原位精确观测和调查,但这是水下遥控机器人无法胜任的。

  总结:对海底冷泉和泥火山的近距离调查是“蛟龙”号的“强项”,对“可燃冰”的取样则是一个挑战。据了解,目前“蛟龙”号上还没有专门针对“可燃冰”的取样器材。

  造访海底火山链

  水深3000—4500米、底部平坦的南海盆地,对科学家来说是一个巨大的诱惑,也是一个巨大的谜团。

  其中的一个谜团是,在平坦的海盆底部,分布着一座座相对孤立的山峰。科学家们曾利用深海拖网,在这些山峰附近采集岩石样品,其中发现了火山岩,科学家由此推断,南海盆地存在着海底火山,这些山峰可能就是由于火山喷发生成的。

  科学家将目光对准南海盆地中一座类似火山口的山峰,它大约高出盆地底部200多米。有科学家认为,这座山峰可能就是一座海底火山,但这个假设又无法解释它的周围为何是一个盆地。

  总结:4000多米水深,对蛟龙号来说应该不是问题。“蛟龙”号不仅可以验证一个假设,更可能通过直接观测和采集样品追寻古代南海的历史。

1楼 发表日期:12-07-23 15:39:02