浙江科学家领衔中国航程最长环球科考(图)

(制图 李本献)

今年在海底发现很多黑烟囱

可能地震频发的地壳正处在活跃期

高毒高热的海底火山口竟然还有个生物群落

它们的生存环境就是数亿年前的地球

12月11日上午，3杯来自太平洋、大西洋、印度洋1800-3000米海底的海水被注入黄海，象征着中国规模最大环球科考凯旋。

去年冬天从广州黄埔码头鸣笛远航，绕地球一周，昨天中国大洋科考主力船舶“大洋一号”回到山东青岛奥运会帆船中心码头。我国史上历时最久，航程最长的大洋科考，究竟为人类带回来哪些大洋深处的秘密？

环球科考，随船主力科学家来自位于杭州的国家海洋局第二海洋研究所，科考总首席陶春辉是浙江德清人。

离开祖国航行369天，大洋一号驶过了除北冰洋以外的世界三大洋，行程64162海里，约合11.88万公里，接近地球赤道长度的3倍。

轮船从广州南下，先在印度洋上放下了一个漂浮在海面上的气象水文观测站，这是中国人首次在大洋深处拥有自己的观测站。

轮船进入大西洋后，在这片大洋的南部活动，进入太平洋后，科考区域是赤道附近的东太平洋。轮船在这两片广袤的大洋深处徘徊，停泊，为的是探究深海底部冒着黄色、白色、黑色烟雾的大烟囱的奥秘。

从来没找到过这么多海底黑烟囱

黑烟囱(海底热液区)可以理解为海底的火山。在印度洋、大西洋、太平洋的中部海底，拥有连绵起伏，自北向南横贯大洋的山脉，称作大洋中脊，总长度超过10万公里，在它们面前，陆地上的最长的阿尔卑斯—喜马拉雅山脉不过是小弟弟。

这些在海底隆起的大洋中脊，是地球板块挤压的产物。在地球两大板块相互撕扯的地方，大洋中脊会裂开一道道伤疤，不安分的地壳深处热液就从伤疤处喷涌而 出。喷涌物日积月累，就成了黑烟囱，外形好似溶洞里的钟乳石，但它们的块头大得多，这次发现的最高达26米，此前，过百米的黑烟囱也曾被人们找到。

地壳深处的热液超过1000℃，将岩石中的硫、铜、铁、铅、锌等物质熔化在液体中，因而喷涌而出的烟尘呈现各种颜色。

人类1979年发现第一个海底黑烟囱，32年来，全球科学家找到黑烟囱不过300根左右，而仅凭中国科学家一己之力，一年中就找到了16根。

这一次环球科考发现的黑烟囱特别多，可能包含运气因素，也可能因为这次海洋科考用上了水下机器人等先进仪器，不过，陶春辉推测，喜人发现背后或许隐藏着地壳运动的秘密。

近年来，印度尼西亚、中国、牙买加、日本……全球大地震频发，加上大量黑烟囱被发现，或许正印证着一个事实：我们所在的地球，地壳正处在活跃周期。在 地球板块挤压、拉伸运动活跃的年份里，海底的伤疤可能增多，地壳深处的物质加速从更多缺口喷涌，由板块运动带来的地震、海啸也会多起来。

“宝石山”真是宝石山

东太平洋、南大西洋的这两片海区，此前是人类探索的空白区，其中南大西洋是距离中国大陆最远的一块海域。这一次，科学家们沿着两大洋的大洋中脊行进， 发现了一座座黑烟囱喷射堆积成的山峰，在东太平洋赤道附近，有一座山峰叫做太极山，因为烟囱里喷出的既有黑烟，又有白烟，混合在一起，颇有太极图的意味。 还有一座山峰被命名为“宝石山”，与杭州西湖边的宝石山恰好同名。

被缆绳牵引，一个金属挖斗伸向海底山峰，采掘了2.2吨金属硫化物，其中一块500公斤重的硫化物被放在大洋一号尾部的甲板上，供青岛市民参观。这是我国有史以来在深海海底采集的最大一块金属硫化物。

这块黄、黑、红相间的石头，看上去有些沧桑感，其实它是地球表面年纪最轻的石头。我们常见的陆地岩石，年龄动辄数千万、数亿年，而这块岩石，由海底热液从地下喷出凝结而成，不过百年。

热液日复一日地喷涌，冷却后的尘埃不断在周边散落、堆积，这块岩石随之一点点长大，在石头上所能找出的一圈圈纹路，好似大树的年轮，恰是一天天累积的痕迹。

陆地上金属矿的祖先，在千万年前，就是这副模样。可以想见的是，若这块岩石不被科学家打捞出水，它们会在海底沉寂千万年乃至数亿年，随着地壳隆起导致的沧海桑田巨变，浮出水面变成山峰。

这块从宝石山上开采的石头，就是一块宝石。除了硫元素之外，石头里有铁、铜，甚至还有含量不低的黄金，其成分类似于陆地上黄铁矿或闪锌矿。就人类短暂 的历史而言，矿石属不可再生资源，造汽车，盖房子，打首饰，我们对金属的需求一直在增加，终有一日，当陆地上的金属矿枯竭后，深海的这些黑烟囱山峰，就是 后备资源。

蛟龙号深海挖宝靠谱吗？

今年，中国造的载人潜水器蛟龙号抵达5000多米深的海底，中国人得以直面散落海底的宝藏。潜水员操纵蛟龙号伸出手臂，就能把一块块矿石装入筐中。

这次环球大洋科考，要把海底矿石打捞出水，显得艰难得多。一只机械手从船舷被放下，连着一根数千米长的缆绳，在缆绳上通高压电，船上就能操纵机械手在 海底的动作。操作员距离海底有数千米，只能借助微弱灯光寻找矿石，且缆绳被洋流冲击摇晃不止，每抓住一块石头，要费好大工夫。

有网友建议，既然蛟龙号挖宝能力强，就带着它环球科考，到海底挖宝贝。中国大洋协会办公室副主任李波对这个设想不以为然：把蛟龙号变成海底的矿工，我们中国人也太奢侈了，花去数千万的成本，也就能挖到几块石头。

无论大洋一号还是蛟龙号，只能在海底搜寻宝藏，但如何将深埋海底数千米的矿石简便、廉价地打捞出水，这还是个世界难题。

海底火山口的生物链竟不要光合作用

中学生物课上，我们知道光合作用是地球上万物赖以生存的基础：拥有叶绿素的植物，在阳光照射下，把二氧化碳和水变成葡萄糖，由此产生的营养物质给各种低等或高等动物供给能量，维持着地球上生物的繁衍。

海底火山口附近会有生物的存在吗？依照目前我们对常见生物习性的了解，高等动物存活的可能性不大。火山口的温度少说也有个几百摄氏度，哪种动物能抵挡这样的高温？地下喷涌而出的硫、重金属都是剧毒物质，不仅人类，几乎所有高等动物都能被它们毒死。

这次，在摄像头中，科学家们在海底火山口附近看到了一个生机勃勃的神秘世界。

扎堆在火山口游弋的海虾，密密匝匝如同马蜂窝里的蜂群，这些虾，通体呈白色，没有视力，被叫做盲虾。这次科考抓住了200多只盲虾，它们被制成标本。

陶春辉向世界宣布的更大发现，是一种从未见过的火山口高等动物。现在，这条被冰冻的鱼正待做DNA检测，它很可能是这个星球刚被发现的新成员。

盲虾毕竟是无脊椎低等动物，但这条鱼却的的确确是高等级的脊椎动物，尚没有学名，科学家们暂时叫它热液鱼。这条鱼的样子就像一只放大了的蝌蚪，近似三角形的大头，尾巴长且细，约60厘米的身长，却只有不到半公斤的体重。它全身灰黑色，没有鳞片，长着坚硬的刚毛。

这条热液鱼被发现后，一个不为人知的深海火山口生物链浮出了水面。

在盲虾的身体表面，科学家们找到了若干个小黑点，它们是种特殊的细菌，因爱好硫这种食物，被称作嗜硫细菌。嗜硫细菌有种特殊功能，把剧毒硫化物吞入体内，用体内的化学反应把它转化为能量。

嗜硫细菌是寄生虫，盲虾就是给它提供住所的寄主，这种大小类似基围虾的虾米，也成为了取食最为方便的动物，它们饿了就吃身体表面的嗜硫细菌。细菌繁殖迅速，盲虾边吃，它们在虾的身上边生长，从不断粮。

热液鱼的出现，使得这条简单的海底火山生物链成型。数量稀少的热液鱼，专吃随处可见的盲虾，它们死后，尸体又被嗜硫细菌分解。

研究这个奇特的生物群落，绝不为单纯满足我们的好奇心。在地球混沌初开的日子里，也曾经到处是火山、地震、岩浆，那时的天空、土壤、水中，充斥着硫化 物。在海底深处的火山口附近，恰好还原了数亿年前地球的场景。若弄明白海底火山生物部落的生存状况，或许，我们就能读透地球上的生命起源。