深海秘境的“烟囱森林”

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，     

海底热泉:生命起源的重要线索

英、法科学家在对大西洋海底进行考察研究时，发现了深藏在大西洋底的海底热泉。这种海底热泉，能释放出大量的氢元素。从而，为解释地球早期的生命起源，提供了新的重要线索。由于生命在约３５亿年前开始在地球上出现时，地球大气中并不含氧。因此，有的科学家推测认为，地球上最原始的生命，首先诞生在海底热泉周围。新发现的深藏在大西洋底的海底热泉，则使地球早期生命的演化图景，显得更为清晰。这一新发现的海底热泉，位于大西洋底３５００米深处的一处海脊上。它从海底岩石中，间歇性喷出，形成富含大量矿物质的黑色烟柱，烟柱的温度高达３６℃左右。据悉，科学家们在２０多年前，就已发现海底存在着独特的热泉生态系统。但是，在发现大西洋底的海底热泉之前，已知的一些海底热泉，所产生的氢数量都很少，都不足这次新发现的海底热泉所释放出的氢的１％。科学家认为，海底热泉中释放出的氢，主要是由深海海水与岩石反应而生成的。海底热泉要支持生命系统，至少要满足两个重要的条件：一个是在海底地壳中，必须有能够与海水反应生成氢的岩石；另一个是氢与二氧化碳反应所产生的能量，可足够生命诞生。而在大西洋底新发现的海底热泉，已基本具备了支持生命系统的这两个重要条件。为此，英、法科学家...     

日本八重山岛南部黑岛海底丘的钙质烟囱

利用ＪＡＭＳＴＥＣ深海牵引器照相系统（１９９６）“海豚３Ｋ”和“Ｓｈｉｎｋａｉ２０００”（１９９７）完成了八重山岛近海黑岛海底丘（深度６４３～２５９０ｍ）的潜水调查。在海底丘的顶部和南部丘底发现了包括管状蠕虫的Ｃａｌｙｐ ｔｏｇｅｎａ群落 ,在海底丘顶部化能自养群落周围还发现了许多钙质烟囱、钙质砂砾管、碳酸盐壳。钙质烟囱和碳酸盐壳主要由细粒的陆源物（如石英砂和粘土矿物）组成 ,泥晶胶结。钙质烟囱不仅以碎屑形式出现 ,而且也以伴随着死亡Ｃａｌｙｐｔｏｇｅｎａ群落的原地“纯”生物烟囱的形式出现 ,它们表现为…     

神秘的海底热液

海底热液喷口主要分布在海底的洋中脊与火山地震带上。和火山一样,海底热液喷口也与地壳活动紧密相连,但它的活动可要比海底火山喷发温和得多了。海底热液周围区域也形成了神秘的生物环境和地质环境。科学家们发现,在这些环境温度高达三四百摄氏度并且遍布剧毒的金属硫化物的区域中,居然并不是一片死寂。在"烟囱"的周围,居然有     

海底热液系统氨基酸合成的探索

热水生物与地球生命起源的关系是当前引人注目的热点之一。由于缺乏食物来源,深海环境一直被认为是生命的“禁区”。然而目前的研究发现,热液活动为海底生物提供了食物和能源,从而在生命的“禁区”里形成了特殊的生物群[1,2]。据不完全统计,在海底黑烟囱喷口周围已经建立了一个     

大西洋中脊的热液矿泉

在过去10年中，通过国际合作，对大西洋中肯的热液矿泉及周围地质背景进行了研究。TAG热液矿泉位于26°N，45°W，距大西洋中脊轴数公里，它是世界卜已发现的最大热液矿泉之一．这个活动的热泉位于一直径为10m的烟囱上，该烟囱位于一直径为150－200m、高40m的椭圆形硫化矿山上．在这个硫化矿山附近几公里范围内还发现了几个不活动的热泉。TAG靠近两条转换断层之间的大西洋中脊．区域重力调查表明，TAG北部的剪切带在向北漂移．分析TAG海底玄武岩表明，源岩在10－15km深处．从旁侧声纳资料看出，TAG由两个复杂的烟囱组成．近海底地球…     

海底热泉的探索

地球上有许多热泉和溫泉,但过去只知道陆地上的热泉和溫泉,对海洋中是否也存在着同样的热泉和溫泉却所知甚少。七十年代中期,由于深海测试技术的改进,应用诸如海底电视、深海钻探、大洋拖曳遙感仪器,采用设     

北极海盆的深海热液

从海底地壳开裂处涌出一般带有大量生物的深海热泉的现象已众所周知。一开始在太平洋和大西洋中找到了它们 ,而在 2 0世纪和 2 1世纪交接期印度洋中也发现了热液 ,而后就输到高纬度的北极海区了。在极区盆地中应当有热液已有过报道。例如 ,1 993年 9月 ,俄 德联合北极考察队乘坐“极地”(Polarstern)号破冰船 ,在拉普帖夫海加克利 (Гакке х)海岭东端 (77°45′N、1 2 5° 55′E ,水深 1 990m) ,获得了对研究热液非常有意义的样品 ,证实了在这个海岭上存在着热液活动 ;但是 ,在 2 0 0 1年 ,美国和德国破冰船“健康”(Healy)号和“极…     

冷泉渗漏区海底微生物作用及生物标志化合物

在有冷泉活动和水合物产出的海底环境中,甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原细菌十分发育,它们主导着海底天然气(主要是甲烷)的缺氧氧化作用,并在海底碳循环和生物种群繁衍中发挥着重要作用。海底天然气渗漏活动区的甲烷氧化古细菌使渗漏CH4缺氧氧化为HCO3-,硫酸盐还原细菌使SO42-转化为HS-,从而使细菌微生物获得生命所需的能量,生物种群得以发育和繁衍。甲烷氧化古细菌有ANME-1、ANME-2、ANME-3三个种群,形成相应的醚类异戊二烯类和类异戊二烯烃类生物标志物。硫酸盐还原细菌有Desulfosarcina和Desulfococcus两个主要的细菌群落,形成二烃基甘油二醚和脂肪酸生物标志化合物。这种天然气渗漏区内微生物活动产生的生物标志化合物都具有特别负的碳同位素组成,δ13C值为-41.1‰~-95.6‰,说明微生物群落在生命代谢过程中摄取了来自甲烷的碳,同时也反映了天然气渗漏系统缺氧带存在的古细菌和硫酸盐还原细菌活动。     

利用海底地震仪数据分析台风对海底环境噪音的影响

在海底布设的海底地震仪（OBS）能比较清晰地记录到海底的环境噪音,而台风可以直接或间接的产生在海底传播的弹性波,从而影响海底的环境噪音,并在较大程度上影响OBS的数据记录。本文通过分析台风对工作区的整个影响过程中OBS记录数据的振幅变化,再选择合适的滤波方式,首次发现台风产生的风浪及涌浪在短周期海底地震仪的记录数据上有良好的表现特征,指出了台风对海底环境噪音的另一种可能的影响方式,并由此得出：1）台风产生的风浪和涌浪对海底环境噪音的影响模式不同;2）风浪和涌浪所加强的海底环境噪音的范围和程度不同;3）短周期OBS可以比较清晰的记录涌浪信息,其周期主要是6—8 s,且能量稳定（简称“8秒现象”）。这三点结论为后期的海洋地震研究和海洋学其他研究提供经验与借鉴。     

马里亚纳海槽热液硅质烟囱矿物学及地球化学研究

本文分析研究了马里亚纳海槽扩张中心热液硅质烟囱的矿物组合、分布及化学等特征,并在与其他海区热液烟囱对比的基础上,对该海槽硅质烟囱的形成进行了初步探讨,认为它可能是由初始温度低于300℃的热液所形成的、成分介于“白烟囱”和“纯硅烟囱”之间的一种中-低温型海底热液活动产物.其中,构成烟囱主体的蛋白石可能是在热液扩散过程中,由于热传递冷却和与海水混合而使温度降到140℃以下沉淀形成的.     

深海发现原始细菌

日本海洋科技中心和北海道大学组成的科研小组,乘日本潜水调查船“深海域6500”号在印度洋2500米的深海海底,发现了近似于地球原始生命的细菌群。科研人员从海底可喷出300摄氏度热水和氢气的热水孔所采集的海水中找到这些细菌     

封面“神木桩”的故事

正"神木桩"是在西北印度洋发现的一处不活动烟囱,俗称"死烟囱"。海底热液形成的黑烟囱具有一定的生命周期,短则数天,长则数百万年。封面图为烟囱体发生垮塌后的残留体,垮塌原因可能是海底风化作用或外力因素。残留烟囱体下部直径1 m,中上部直径0.6 m,高1.6 m,呈树桩状,现场被命名为"神木桩"。"神木桩"右下部较深色部位代表较原始的烟囱外表面,中上部亮黄色部位为外层剥落后露出的内层烟囱体。烟囱体底     

海泥细菌电池电催化降解效应——一种海底石油污染生态原位修复绿色新技术

海底石油污染可导致长期的生态灾难。一般海洋石油污染防治技术无法用于海底环境。文章描述了一种绿色的海底石油污染生态原位修复新技术,利用沉积层生物燃料电池电催化加速降解效应,即利用海底沉积层(海泥)中的多种细菌以石油污染物为营养物,代谢产生的电子被电池正极和负载消耗掉,反过来促进细菌加速降解污染物。该技术既可在海底加速石油污染物降解速率,又可原位产生电能驱动监测仪器工作,还可用于原位监测生态修复进展,故具有重要的应用前景。     

我国海底热液活动研究的阶段性进展与展望

海底热液活动调查研究是深海进入、深海探测和深海开发的切入点之一。近十年来,中国在西太平洋弧后盆地、东太平洋海隆、大西洋洋中脊和印度洋脊,发现了一批新的海底热液活动区,围绕着热液活动区的硫化物、流体、热液柱、生物等热液产物开展了调查研究,构建了海底热液地质学,提出了热液活动、冷泉及天然气水合物的同源异汇假说,出版了《海底热液地质学》、《现代海底热液硫化物成矿地质学》、《现代海底热液活动》、《东太平洋海隆热液地质》专著,获得了一批调查研究成果。未来,聚焦海底热液活动的深部过程及其资源环境效应关键问题,发展海底热液活动探测技术,拓展极地海底热液活动调查研究新领域,围绕烟囱体、热液柱、含金属沉积物、流体以及热液区生物等热液产物,开展深入、系统的调查研究工作,无疑将推动海底热液地质学取得新的进展。     

科学家们目睹海底热泉的形成过程

目前在《JOIDResolution》号科学钻探船上进行研究考察期间，有两个新的热泉在海底形成．这一事件使曾经在洋底或洋底下面形成大型矿床的古热液系统复活了。这些来自9个国家的25名科学家是大洋钻探计划（ODP）研究海底活动热液系统以及生成的富金属矿床的部分人员．他们于1996年9月17－23日利用钻探船在加拿大温哥华岛以西约150英里（241．35km）处进行钻探期间目睹了这些新热泉的形成。尽管温度达286℃（547”日的热液在钻探地点几英里的范围内不断喷出，但是ODP的研究还是热衷于采集技老的，但目前不活动的热泉所形成的矿床的样品．…     

海洋深处的“怪鱼”

大约在100年前,英国科学家爱德华·福尔白斯作了一个肯定的结论:“在海深500米以下水域中、没有生物。”后来,在19世纪50年代,爱德华的结论被否定了。人们在铺设海底电缆时发现,在大约2000米深的海底,生活着各种不同的动物。更令人惊奇的发现是在60年代,有人在更深的海底,居然发现生活着一种特殊的扁鱼,还有一种深     

现代海底热水活动调查研究在中国

现代海底热水（又称热液、热泉）活动的调查研究，是当代海洋科学、地质学及地球化学等学科共同面临的重大使命，已成为国际上重大前沿理论课题之一，其主要意义有：（１）现代海底热水多金属硫化物的发现是继海洋铁锰结核之后又新发现的一种具有明显潜在经济价值的矿物资源，迄今已发现矿化点１００多处。（２）海底热水的成因与海底扩张和板块构造有着内在的联系，它可为板块构造理论提供新的佐证。（３）海底热水是海洋一个新的不可忽视的物质来源，它对海洋物质的收支有重大贡献。（４）现代热水成矿的研究无疑对大陆某些古代海底热水矿…     

奇妙的“挑战者”海渊

飞向太空是人类历史上的伟大创举,而“飞”向海渊同样可以与之媲美。迄今,“挑战者”海渊正成为海洋学家探索的热点。不久前,日本和美国科学家组成的一支探险队奔赴“挑战者”海渊1.1万米深处,惊奇地发现这个冷幽幽、阴森森的黑暗世界里,竞繁衍着无数千奇百怪的原始生物,时光的流逝并没有在这里留下任何痕迹,这里的环境和生物与上亿年     

产自黑海和挪威海的冷甲烷渗透流

科学界将深海中发现的热液露头和在近大陆地区发现的冷渗透气液归属为上世纪最后25年中最重要的发现。这些气液含有还原化合物,后者在微生物的参与下,或者通过化学途径发生氧化作用。这些作用过程在水一海底界面上和其附近海底表面以下形成了金属和非金属矿物的堆积并发生了显微化学自养和甲烷供养的有机质生物合成作用。冷甲烷渗透场以成分类似的特殊生物种群（主要是营养共生动物）凝聚物的形态出露在海底表面。在文献中出现了以底栖动物和细菌层为标志的数十个活动性冷渗透场的报道。