文/王敏晓（中国科学院海洋研究所）

本文来自《知识就是力量》杂志

海底热泉的神奇之处

阿尔文号深海潜艇的概述图

1977年的阿尔文号深潜之旅给世人带来了大大的惊喜，原来传说中的深海龙宫真的存在！海底有个小熔岩喷口正源源不断地喷射热流。伴随着锰、硫等矿物质的不断析出，海水渐呈云雾状，堆积物堆积形成一个个“黑烟囱”。更为令人震惊的景象出现了，海底“黑烟囱”的周围，正举行盛大的动物集会！这些“居民”似乎有“自虐”倾向，它们一点儿都不厌恶这个滚烫的、冒着毒气的、甚至散发着恶臭的“黑烟囱”，反而怡然自得：各种各样的细菌、成群的贝类、虾蟹熙熙攘攘，在烟囱及周边开着疯狂派对。

海底热泉的形成

热液是深海化能生态系统中最为闪耀的明星。随着深海研究的深入，热液的分布远比预想的更加广泛，它们和岩浆活动密切相关，是一对孪生兄弟。深海热液主要分布在洋中脊、弧后扩张中心和海底火山等区域，热液是地球内部物质、能量与上层水体进行交换的重要窗口，是连接岩石圈、水圈、生物圈的重要桥梁。

深海热液概述图（图源：百度百科）

简而言之，海底热液形成需要三个条件：热源、通道和流体。经典的热液活动模式认为：冷的海水沿着裂隙下渗，受到地热火炉的加热，并与周围的岩石发生复杂的化学反应，形成富含金属离子、酸性、还原性的热汤。热汤具有巨大的压力，沿着裂隙通道喷出海底，释放热液流体。热液流体由于温度和氧环境的改变，迅速发生矿化反应，形成烟囱体。至此，形象各异、各具特征的深海热液喷口就在鬼斧神工之下孕育而生。

海底热泉周边的奇特生物

传说中深海龙宫的主宰是面目狰狞的龙王，而热液生态系统这一真实的龙宫中，当家作主的却是不起眼的细菌。在这里，它们几乎无所不在——高达百度的热液喷口、黑黢黢的烟囱壁、富含剧毒硫化氢和重金属的黑色浓雾（羽状流）甚至喷口周围虾兵蟹将的细胞内部，都能找到它们的身影。它们利用自己的魔力，支撑着整个生态系统的运转——通过各种酶反应，利用硫化氢、甲烷、氢气甚至金属离子的氧化获得能量，合成葡萄糖等有机物。它们牺牲小我，滋养了潜铠虾、深海贻贝、管虫、拟阿尔文虫、阿尔文虾等其他动物，编织出错综复杂的“生物网络”，演化出繁盛的热液群落。

而其他生物为了适应热液的特殊环境，在漫长的进化过程中也各显神通，演化出一系列适应性特征。深海化能生态系统中许多无脊椎动物与龙宫主宰—细菌—亲密无间，形成了你中有我、我中有你的共生关系，其中最为典型的要数管虫和深海贻贝了。它们都是上好的房东，将家安到热液周边，并扎根到沉积物中获取更多的还原性物质。管虫将火焰般的羽状体伸到水中不断摇摆，这可不是在臭美，摆动羽毛是为了与海水充分接触以获取足够的氧气；而深海贻贝的鳃上皮细胞则增生膨大，形成了特化带菌细胞。与此同时，它们的消化系统发生了不同程度的退化。

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