近日，我國(guó)的“探索二號(hào)”科考船搭載著“深海勇士”號(hào)載人潛水器，在圓滿完成于南海冷泉區(qū)的海試任務(wù)后，勝利返航。此次海試任務(wù)，“深海勇士”號(hào)對(duì)一處叫“海馬”的冷泉區(qū)，以及在它東北方向的另外兩處冷泉區(qū)進(jìn)行了探索。
究竟什么是深海冷泉？那里有著哪些特殊的海洋生物？科學(xué)家們又為何要對(duì)冷泉進(jìn)行探索呢？
什么是“深海冷泉”與“海底熱液”？
說(shuō)到深海冷泉，很多朋友會(huì)馬上想到另外一個(gè)詞：海底熱液。究竟什么是深海冷泉和海底熱液？據(jù)說(shuō)，它們之所以被人類知曉，是因?yàn)樵?0世紀(jì)70年代末的時(shí)候，海洋學(xué)家們通過(guò)研究，驚訝地發(fā)現(xiàn)，海底竟然是“漏”的。這又是怎么回事呢？
中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所研究員 杜夢(mèng)然：一種是在大洋中脊和斷裂帶上，由于海水侵入海底裂隙，受地球深處熱源的加熱，溶解地球內(nèi)的金屬元素，再?gòu)难蟮讎姵觯酮q如煙囪一般，十分壯觀。這些流體的溫度可高達(dá)400℃，因此叫作海底熱液；還有一種出現(xiàn)在大陸架的邊緣，由于海底埋藏的水合物發(fā)生分解等原因，釋放出富含甲烷等烴類氣體到海底，像噴泉一樣，因此叫作深海冷泉。
專家介紹，冷泉溫度在2～4℃，海底熱液和冷泉把地球深部的物質(zhì)和能量源源不斷地輸入海底內(nèi)部，就形成了非常特殊的熱液和冷泉生態(tài)群落。它像沙漠里的一片“綠洲”，為黑暗的海底帶來(lái)勃勃生機(jī)。
誰(shuí)是冷泉區(qū)的常住民？
吃什么喝什么？
冷泉，我們可以形象地把它比作是海底噴泉。那么這個(gè)噴泉周圍到底生活著哪些海洋生物呢？俗話說(shuō)“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”，然而到了深?？删筒皇沁@么回事了。因?yàn)椋?00米以下的深海是完全黑暗無(wú)光的，而且食物也相當(dāng)匱乏。那這些冷泉區(qū)的生物又是如何解決“吃喝”問(wèn)題的呢？
專家介紹，處于食物鏈底端的深海微生物被稱作化能自養(yǎng)微生物，它們需要從化學(xué)反應(yīng)中獲取能量，合成有機(jī)質(zhì)，供自身生長(zhǎng)。深海冷泉就給它們提供了一個(gè)自助餐式的生活環(huán)境。冷泉源源不斷釋放出大量化學(xué)物質(zhì)，如甲烷氧化菌、硫酸鹽還原菌等，供這些微生物“吃”“喝”。
中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所研究員 杜夢(mèng)然：這些初級(jí)生產(chǎn)者（深海微生物）又能進(jìn)一步去供養(yǎng)比它們高一級(jí)的生物，比如貽貝、鎧甲蝦、管狀蠕蟲、螠蟲、海葵、海膽等等。這些生物緊密圍繞冷泉噴口而生長(zhǎng)，這些冷泉典型伴生生物又可以再進(jìn)一步被魚類、螃蟹這些高等生物所獵食，因此形成勃勃生機(jī)的冷泉生態(tài)圈。整個(gè)生物群落也會(huì)隨著冷泉的初生、頂峰、消亡而發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變。
“深海勇士”探秘冷泉區(qū)
都有哪些新發(fā)現(xiàn)？
據(jù)了解，目前在全球海洋中，可能存在著900多處海底冷泉區(qū)。而在我國(guó)，已探明的近海冷泉區(qū)主要有7個(gè)。此次“深海勇士”號(hào)所執(zhí)行的海試任務(wù)，去的是哪幾個(gè)冷泉區(qū)？又有什么新發(fā)現(xiàn)呢?
專家介紹，此次“深海勇士”號(hào)主要是前往“海馬”冷泉區(qū)，以及在其東北方向發(fā)現(xiàn)的2處新生活動(dòng)冷泉區(qū)。開展冷泉流體滲漏的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)科考，獲取了一批重要的冷泉流體、沉積物和生物樣本，并對(duì)其中一處滲漏口進(jìn)行了流體組分、微生物群落等項(xiàng)目的觀測(cè)。
中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所研究員 杜夢(mèng)然：我們發(fā)現(xiàn)這3個(gè)冷泉具有明顯不同的流體活動(dòng)規(guī)律、滲漏速度、生物群落特征等。“海馬”冷泉區(qū)流體的活躍程度也比之前明顯減弱。我們將通過(guò)對(duì)這3個(gè)處于不同發(fā)育階段的冷泉區(qū)，獲得的視頻以及樣品進(jìn)行對(duì)比研究，去認(rèn)識(shí)不同冷泉區(qū)的發(fā)育規(guī)律，系統(tǒng)認(rèn)識(shí)南海冷泉及水合物的基本發(fā)育規(guī)律和特征。
專家介紹，“海馬”冷泉區(qū)是一處發(fā)育比較成熟的冷泉區(qū)，已經(jīng)形成了包括貽貝、螠蟲、鎧甲蝦等生物構(gòu)成的典型冷泉生態(tài)圈。但此次深潛調(diào)查發(fā)現(xiàn)，“海馬”冷泉區(qū)的滲漏通量明顯減弱，冷泉生物的活動(dòng)規(guī)模也逐漸收縮，可見該冷泉區(qū)正在進(jìn)入衰亡期。而在其東北方向發(fā)現(xiàn)的2處新生冷泉區(qū)，目前流體滲漏劇烈，但僅觀察到少量生物生長(zhǎng)。這2處冷泉區(qū)能否支撐起像“海馬”一樣的冷泉生態(tài)系統(tǒng)，還需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。
“海馬”冷泉區(qū) 名字從何而來(lái)？
“深海勇士”號(hào)此次探索的三處海底冷泉區(qū)，只有“海馬”是擁有姓名的。“海馬”這個(gè)名字又是從何而來(lái)的？
科學(xué)家們介紹，最初是基于準(zhǔn)三維地震資料，在瓊東南盆地發(fā)現(xiàn)了海底丘狀體和氣煙囪，因此判斷這個(gè)區(qū)域存在流體活動(dòng)和甲烷滲漏，并且可能存在活動(dòng)冷泉。2015年，我國(guó)自主研制的“海馬”號(hào)4500米級(jí)深海遙控潛水器在這個(gè)區(qū)域首先發(fā)現(xiàn)了活動(dòng)型冷泉，因此把它命名為“海馬”冷泉。并在同年，科學(xué)家通過(guò)重力取樣器在海底表層獲取了水合物的樣品。
中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所研究員 杜夢(mèng)然：2016年和2018年的時(shí)候，通過(guò)多波束發(fā)現(xiàn)“海馬”冷泉存在氣體羽狀流，并且滲漏點(diǎn)隨時(shí)間發(fā)生變化。2018年，我國(guó)自主研發(fā)的“深海勇士”號(hào)載人潛水器與“海馬”號(hào)深海遙控（潛水）器，首次在“海馬”冷泉區(qū)進(jìn)行了雙潛器聯(lián)合作業(yè)，進(jìn)一步圈定了冷泉活動(dòng)范圍，并開始對(duì)“海馬”冷泉的系統(tǒng)性研究。
為何要深入研究海底冷泉？
冷泉深藏于海底，離我們的日常生活可謂相當(dāng)遙遠(yuǎn)，那為什么科學(xué)家們還要不斷對(duì)其進(jìn)行研究呢？
中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所研究員 杜夢(mèng)然：冷泉源源不斷地向海底輸入甲烷等烴類氣體，形成羽狀流，我們利用多波束去探測(cè)水體中的羽狀流，可以作為尋找天然氣水合物（可燃冰）和油氣等資源的一個(gè)重要指示。另一方面，如果這些（甲烷等）溫室氣體大量釋放到大氣中去，會(huì)對(duì)全球氣候帶來(lái)重大的災(zāi)難；然而海洋中就有這么一群神奇又可愛(ài)的微生物，可以“吃掉”甲烷。換句話說(shuō)，等于是在幫助我們消除油氣滲漏對(duì)人類生存環(huán)境的影響。
既有助于資源開發(fā)，又或許能夠?yàn)橛蜌鉂B漏問(wèn)題找到解決之道。不僅如此，科學(xué)家表示，研究深海冷泉，對(duì)于開發(fā)冷泉生物基因資源，以及活性物質(zhì)資源等，同樣極具意義。
