找烟囱是现实版的大海捞针
在大洋中脊,大约平均每隔100公里才有一个烟囱群(热液区)。在陆地上找到相距100公里的拳头大小的物体不易,在2000—4000米深没有一丝光亮的海底就更不容易。陶春辉说,别人找到烟囱,就算告诉你精确的经纬度坐标,再去找也未必能找到。
但寻找“烟囱”对一个国家来说有着相当重要的科研意义,它是可能发现生命起源和大洋演变的重要证据。
第三和第四航段首席科学家、国家海洋局第一海洋研究所副研究员杨耀民告诉记者,他所负责的两个航段共发现了两处海底热液区,其中南太平洋最南端海底热液区位于大洋洋中脊和地幔热点的交汇处,“目前在北大西洋发现了大量海底热液区,由于地质构造背景相同,也许通过对比研究,能在南大西洋找到更多的‘烟囱’,这将有利于研究地球构造演化、洋脊构造地质运动。”
第三和第四航段首席科学家、国家海洋局第一海洋研究所杨耀民副研究员告诉记者,他所负责的两个航段调查过程中,发现了两处海底热液区,初步确定了4个潜在的热液异常区。其中南大西洋最南端海底热液区,构造地质背景为洋中脊和地幔热点相互作用环境。
“目前在北大西洋发现了大量海底热液区,由于南大西洋脊地质构造背景与北大西洋脊具有较大的可对比性,通过对比研究,推测南大西洋具有大量热液活动区产出的地质条件。同时,相比全球其他洋脊,南大西洋脊区域调查程度较浅,在该区域开展科学调查,也对研究全球地球构造演化、洋脊岩浆活动等起到很大的补充。”杨耀民说,从地理上来讲,大西洋是此次调查的三大洋中离我国最远的一个,对该区域进行调查是经过充分科学认证的,与北大西洋相比,人们对南大西洋的研究要少得多,在该区域进行调查,较易产出创新性科研成果。
热液区周围形成的特殊生态系统也值得关注,它是一个不靠阳光、不靠光合作用,而是依靠地球内部热量进行化学合成作用的“黑暗生物群”,有虾、有蟹,还有蠕虫。陶春辉说,这些热液区生物的存在也颠覆了人类对生命的固有理解:此前一直认为生物都要氧气才能活下去,但热液区生物,赖以生存的却是“硫”,或者说它们靠吃“硫”活下来——这是一种对人类来说剧毒的环境。这种热液区或许蕴藏了生命起源的奥秘。
首次在南大西洋开展大面积生态调查
生活在100℃至400℃海底热液区的生物什么样子?“大洋一号”船上展示的一种人称“盲虾”的海底生物标本吸引了大家的注意。
“盲虾因为生活在海底,没有阳光,所以眼睛逐渐退化。”杨耀民说,在南大西洋一处海底热液区观察到大量“盲虾”,它们像从蜂窝里飞出的蜜蜂一样,非常密集。
另一种最值得一提的发现就是第五航段科研人员在南大西洋利用深海生物组合取样器抓到了一条热液鱼。
因为十分珍贵已经冷藏,记者没能亲睹其庐山真面目。但从陶春辉的描述和照片中已略知一二:头大,体型呈蝌蚪状,体长约60厘米,重约1斤,鱼眼凸起,呈灰色,体表无鳞,但有坚硬刚毛。此鱼还有一大特点,离开热水就死。
“生物学家初步判断可能是人类所未知的新种。”陶春辉说,这也为深海大型生物研究提供了珍贵研究资料。
此次科考一个亮点是首次在南大西洋开展大面积生态调查。
航行中,科考人员首次获得不同深度水体中的微生物滤膜样品和大空间尺度不同环境的基因资源样品,为深海微生物多样性研究和基因资源获取提供了珍贵样品;首次获取了多金属结核环境特别受关注区内大范围、多站位、全深度的环境数据及生物和微生物样品;首次在中印度洋获取了密集的环境参数,为印尼贯穿流对印度洋环流及气候影响研究提供了关键实测资料;在西南印度洋首次布放深海综合锚系浮标观测系统,连续采集的气象要素通过卫星实时传输;在东太平洋海域布放并成功回收了深海锚系,获得了热液区长达111天的资料。