此煙囪非彼煙囪——海底神奇黑煙囪

此煙囪非彼煙囪

——海底神奇黑煙囪

煙囪？黑煙囪？工業？重工業？

No no no ！

此煙囪非彼煙囪！

黑煙囪是指海底富含硫化物的高溫熱液活動區，它的名字由來與其形成的現象和表現的外觀有關，即熱液噴出時形似 「黑煙」，同時在其周圍形成的硫化堆積物呈上細下粗的圓筒狀。

海底地形學告訴我們，海洋中不僅有像阿爾卑斯山這樣的高大山脈，還能發現意想不到的生命！

現代海底黑煙囪的研究始於 1979 年，當時美國的阿爾文 ( Alrin) 號載人潛艇（如下圖：）

在東太平洋中脊的軸部發現了數十個冒著黑色和白色煙霧的煙囪，約 350°C 的含礦熱液從直徑約 15cm 的煙囪中噴出，與周圍海水混合後很快產生沉澱變為 「黑煙」， 沉澱物主要由磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和銅與鐵的硫化物組成。周邊的水由於含有硫，水銀而含有毒性。酸性也極高（PH約為2）。

之後，大西洋、印度洋、北冰洋及西太平洋弧後盆地也發現了許多黑煙囪及其熱液硫化物，而東太平洋洋隆和大西洋洋中脊的黑煙囪研究程度相對較高。人們一直以為深深的海底毫無生機，然而這裡的熱液煙囪之上卻聚集了大量的生物，這在當時的地球科學界和生命科學界都引起了巨大轟動效應: 一方面，海底黑煙囪直接暴露出了正在進行熱水噴流這一成礦地質作用，拉開了現代海底熱水活動與金屬硫化物沉積成礦研究的序幕; 另一方面，海底黑煙囪周圍極端惡劣的生態環境竟分布著可觀的特殊的生物群落這一令人難以置信的事實發現，顛覆了人們對生命現象的認識：這個環境如此惡劣、極端的物理化學條件，幾乎沒有任何的食物來源，要如何解釋這些還未知的物種的存在與繁殖？

在湧出的熱液周圍，微生物利用溶解的鹽中的化學能進行初級生產。這些微生物同時構成了食物鏈的第一環，為初級消費者提供食物。因而，這個生命的綠洲的四周圍繞著大型的蠕蟲、長約30cm的蚌類、蟹類等等。蚌類中的細菌從硫化氫中吸取能量。一些蠕蟲形成血紅蛋白，因此它們可以在極度缺氧的環境中呼吸，把硫化物固定下來，而硫化物對大多數生物而言是一種有毒物質。

黑煙囪與它周圍數目眾多的生命表明，除了已知的生命，世界上還有其他形式的生命，有氧環境和無氧環境中（細菌發酵）的生命。黑煙囪成為了解地球上生命形成條件的一扇新的窗口。

來源：中國科學院地質與地球物理研究所微信公眾號

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