“土卫二”发现深海热液喷泉 会有生命吗

来源:大洋网-广州日报| 2017-07-08 11:37:46|

  “土卫二”热液活动剖面图  (美国航空航天局网站)

  我国“蛟龙”号载人潜水器今年3月发现的“卧蚕1号”热液区海底世界

  “海底热泉”形成不同颜色的“烟”

  不久前,一篇发表在《科学》杂志上的研究称,科学家根据“潜伏”在宇宙中探测器的数据,发现了“土卫二”星球海底存在热液喷泉活动的又一个有力证据。而在我们地球,类似的深海热泉为利用化学能生存的细菌提供了食物,支撑起了一个繁盛的海底生态系统。那里,或许最有可能成为太阳系内发现地外生命的地方。

  文/图:广州日报全媒体记者黄岚

  最新发现

  “土卫二”发现热泉活动,“海洋猜想”再添新证据

  不久前,一篇发表在《科学》杂志的研究称,科学家根据“卡西尼号”探测器的数据发现,“土卫二”星球不但有一个遍布全球的海洋,在其海洋深处还存在热液喷泉活动。与地球上的深海热泉相似,这些热液喷泉将有可能为利用化学能生存的细菌提供食物,从而支撑起一个繁盛的海底生态系统。因此,研究者表示,“土卫二”很可能已经为生命的存在提供了合适的舞台。

  早在2005年,也就是“卡西尼”号抵达土星系统的前一年,科学家已经开始怀疑“土卫二”内部可能有海洋的存在。这些年来,尽管“海洋猜想”存在争议,但经过长时间的广泛研究,“土卫二内部存在海洋”已得到了目前科学界的公认。根据“卡西尼”号上宇宙尘埃分析器所收集到的数据,由“土卫二”所发散出的大量高速运动的纳米颗粒,就是土卫二热液喷泉存在的有力证据。

  研究者们推断,这些纳米颗粒应该是因流经岩石而富含二氧化硅的过饱和碱性溶液结晶形成的,这一过程可能发生在“土卫二”深海热液喷泉处,就像地球大西洋底“失落的城市”一样。

  “失落之城”亚特兰蒂斯 深海并不是“沙漠”

  不知道你是否听说过“亚特兰蒂斯”这个美丽的传说?对于我们人类而言,位于百慕大和加那利群岛之间的北大西洋海底是一个无限神秘的地方。在本该荒芜的深达近1千米的海底,大自然塑造了一座“海底都市”,众多如摩天大楼一样高耸的石灰岩塔为成群结队的海螺、蟹类和蚌类提供了居所。

  这座“失落的城市”,并不是传说中沉到海底的古代文明遗迹,而是由海床喷出的热水和矿物质形成的海底热液喷口,里面生活着大量生物——活跃着蠕虫类、蛤类、蟹类、虾类、蔓足类、鱼类等各类生物种群,而数量最多的则是细菌,有些地方的岩石甚至因为细菌太多而被“菌席”所掩盖,简直让人眼花缭乱。

  21世纪初期,生物学家利用海底遥控摄像机发现了这座奇异的“失落的城市”。自那以后,通过对这里的研究,科学家认识到,在远离生命源泉——阳光的地方,热液喷泉也可以支撑起一个繁盛的海底生态系统。如今,在世界各大洋,甚至地中海和冲绳海槽等海区都发现了这种热水生物群落。

  专家声音

  地外热泉系统最有可能发现地外生命

  自古以来,人类一直相信深海是黑暗和死寂的地方。19世纪中叶,英国生物学权威宣称:大海海面600米以下的水体停滞、缺氧,应是无生命的大洋沙漠。直到20世纪60年代,人们依然认为深海环境下生物十分稀少。但是随着科技的发展,科学家们逐渐发现深海绝非“沙漠”,生物多样性之高简直就像“热带雨林”。

  这些年来,科学家一直着迷于地外生命,地外热液喷泉活动的发现,让科学家们激动不已。而今随着最新研究结果的公布,也让大家重燃对“海底热液喷泉”的好奇心。对此,记者专门采访了中山大学海洋科学学院“百人计划”副教授苏明博士。据介绍,从本质上说,有热液活动的区域即存在不断供应的化学反应物,又存在活跃的各类型的氧化还原作用,从而能为生态系统中的生产者——化能自养型微生物提供源源不断的能量,从而支撑起包含虾、蟹、贝壳、深海鱼和管状蠕虫等整个热液生态系统。“就像森林之于森林生态系统,草原之于草原生态系统,‘海底热泉’是热液生态系统的环境要素。”他说,有观点认为,地球上最早的生命形式就是起源于热液系统的化能自养型生物,这也是科学家为什么认为地外热泉系统是最有可能发现地外生命的地方。

  有意思的是,根据流体中携带物质以及热液温度的不同,“海底热泉”可以形成不同颜色的“烟”和颜色各异的“烟囱体”。苏明博士告诉记者,热液温度从高到低,可以形成以金属硫化物为主的“黑烟囱”、以碳酸岩为主的“白烟囱”,当硫化物和硫酸盐同时存在时,烟囱体呈现为灰色,而在活动火山区,当自然硫析出时,形成“黄烟囱”。

  展望海洋未来

  人类即将擦动“蓝色石魔戒”

  除了“土卫二”之外,在我们居住的地球,也隐藏着一股股“暗涌”。由深海热液引发的地热喷泉,在普通人眼中或许只是一道奇观,但对于科学家而言,酝酿在深海之下的热液却值得深究。那么在“海底热液”中,是否也蕴藏着可供人类开采的“海洋能”呢?对此,苏明博士表示,从能量的角度来看,“海底热液”中蕴含的热能、甲烷和氢气等能量和物质均可视为“能源”,但从商业运作的角度来看,无异于“火山口煮开水”,成本高、风险大,开采价值极低。

  “海底热液系统是一个正在发生的成矿系统,热液流体中富含的贵金属元素在喷口沉淀、堆积,形成诸如铜、铅、锌、金、银、铂的富矿,具有极大的资源价值。”苏明博士告诉记者,目前我国也在大力开展热液硫化物矿床的找矿工作,几乎每年都会派出远洋科考船远赴印度洋和大西洋的洋中脊地区进行资源调查,圈定矿区,为未来的经济社会发展提供资源储备。据介绍,目前全球已经发现大约600多处的海底热液区,近年来,我国在印度洋、南大西洋洋中脊地区,也开展了大量的热液硫化物矿床调查工作,成功的探明了多处热液活动区,如西南印度洋龙旂热液区。

  地球表面70.8%的区域被海水覆盖,深邃的海水使人类认识深海底部非常困难,以至于在人类早就踏上月球的今天,对深海的了解还远远不如太空。但是,深海蕴藏着无穷的秘密和未知,正待人类的不断探索。除了深海热液之外,在地球的“蓝宝石”里蕴藏着许多宝藏,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和盐差能等在内的海洋能,它的理论蕴藏量估计可达176亿千瓦。如果人类能够“擦动”海洋这块“蓝色石魔戒”,在未来,将是一件值得庆幸的事情。

  小链接

  全球著名的海底热液区

  首次发现黑烟囱的北纬21°东太平洋洋中脊热液区

  因进行过钻探而研究程度较高的北大西洋的TAG热液区

  西南太平洋的Manus盆地热液区及东太平洋约旦德富卡洋脊的Bent Hill热液区

  美丽洁白的北大西洋“失落之城”热液区

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责任编辑:NE062

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