海底“煙囪”誰豎起

1979年1月，美國科學界選派了一名海洋地質學家、一名生物學家和一名化學家，乘坐著名的“阿爾文”號深潛器，考察太平洋東岸南美西北海域的加拉帕戈斯群島的海底大裂谷。

“阿爾文”號緩緩向海底下降，接近裂谷了，探照燈的光柱將裂谷照得通明。只見絕壁之上，巨石像浮雕似地羅列，有的如一把撐開的雨傘，有的若一卷舒展的輕紗，有的似一根根石筍……奇形怪狀，千姿百態，真有鬼斧神工之妙。

然而，裂谷底部那一溜犬“煙囪”引起了科學家們的格外注意。

這些“煙囪”有2—6米高，“煙囪”里乳膠狀的熱液呼呼從“煙囪”里冒出，整個谷底煙氣騰騰，仿佛一座大型煉鋼廠在緊張地生產。

科學家們駕著“阿爾文”號向一處“煙囪”接近，并將一根鑲有溫度計的塑料棒伸進濃煙中，轉眼間，塑料棒開始變化，急忙拉出溫度計一看，溫度高達350℃。這時，深潛器里也開始發熱，如果再靠近些，“阿爾文”號耐壓塑料就會被燙變形、進裂。他們趕緊撤離，在一個安全的地方觀望。

經過仔細的觀察，他們發現，“濃煙”原來是一種金屬熱液“噴泉”，在這股股“濃煙”里，含有金、銀、鋼、鐵、鉆、鋅等礦物質。當遇到冰冷的海水時，這些礦物質立刻凝結成硫化物沉淀下來，在“煙囪”周圍形成一系列紅、黃、棕、白、黑色的金屬小丘，在探照燈的照耀下，五彩繽紛。

他們還在“煙囪”的周圍發現了一個千萬年不曾為人所知的生物群落。最引人注目的是長達3米、上紅下白的管狀蠕蟲。這些管狀蠕蟲沒有眼，也沒有手，僅靠身體頂端吸濾食物，遠遠望去像一根根翅料軟管插在海底。這些蠕蟲不怕熱，群居在“煙囪”四周。有科學家形象地稱這里是“管狀蠕蟲烤肉區”。

棲居在冷卻了的黑色枕狀熔巖空隙之間的蛤，不時開啟那白色的外殼，捕食水中的顆粒狀食物。最忙碌的要算蟹了。這里的蟹圓臂長，可謂蟹族中的“巨子”。它不停地爬來爬去，有時竟爬到高高的管狀蠕蟲身上。一種像西瓜大小的海蚌也在悠閑地開動蚌扇；還有菜盆似的海蛇子、手掌大小的沙蚤，狀似蒲公英的白蚱……要不是擔心熱泉把觀察窗烤壞了，科學家還真舍不得離開那里呢。他們當中的羅伯特·巴拉德后來談到這段經歷時說：“當時，我們好像進入了一個奇妙的夢幻世界。”

傳統理論認為，陽光是一切生命的源泉，生命的存在無不依靠光合作用。然而，在大洋深處見不到一點陽光，那里的生物靠什么生存呢?這似乎是一個“謎”。

有的科學家解釋說，煙囪周圍有大量細菌繁殖，這些細菌吞食“煙食”周圍的硫化物為生，而管狀蠕蟲等生物又是以細菌為食。因此，這些生物不依靠光合作用亦能生存。而且，這些細菌和海洋生物都有耐高溫的奇異本領。這是科學家一個意外的收獲。

大洋底部有成千上萬座火山，這樣的“煙囪”廣布大洋底部。其實早在20世紀60年代，就有人在紅海的底部發現了4座“煙囪”。這些“煙囪”細長，直徑有幾米。后來，科學家又在墨西哥西部沿海以北的北緯10。海底和北緯20的胡安·德富卡海底下，發現了多處“煙囪”。

20世紀80年代末，日本和法國科學家聯合考察，在斐濟群島北部海域發現南太平洋最大的“煙囪”群。這些“煙囪”成排林立在水深2000米的海底，有幾千根之多。其底部直徑為5米、高15米，在海底蜿蜒1000多米長。但是，這些“煙囪”已不冒煙了，火山停止了活動。此外，在“煙囪”群西南方的海底還發現高達4米、熱液溫度為285℃的冒煙“煙囪”，其周圍還生息著腹足類生物。

1974年以來，“西安納”號和“安吉斯”號海底攝影機，在太平洋底發現了大小不一、由海底熱液噴出物沉淀出的地熱丘，有的地熱丘頂部還有高5～10米的石柱。每一個地熱丘都是一個海底熱液的噴出口。

那么，這些奇怪的“煙囪”是怎樣形成的呢?科學家發現，這些“煙囪”只分布在海洋地殼的擴張中心。這些地殼下面涌動著灼熱的巖漿，當洋殼由于地殼運動產生斷裂和孔隙時，海水就順著這些縫隙滲入地殼內部，被巖漿煮熱，同時，巖漿里的許多金屬元素溶人海水中。

在地殼和大海的壓力下，海水從裂隙里噴涌而出，就形成了熱泉。熱泉中的礦物質沉淀下來聚集在噴泉口周圍越堆越高，就壘成了一根根粗大的“煙囪”。

前不久，美國加利福尼亞州蒙特雷水族生物研究所海洋地質學家德布拉·斯特克斯提出了一個見解，他認為，海底“煙囪”的構筑絕非僅僅是地質構造活動的結果，其中熱泉周圍的管狀蠕蟲也功不可沒。

他從3座水下“煙囪”內采集了3米長的巖心，經研究發現，巖心上布滿了含有硫酸鋇(亦稱重晶石)的管狀深孔，他認為這些管狀穴系蠕蟲造成的結果。斯特克斯認為，管狀蠕蟲吃食的大量細菌含有硫化物，蠕蟲排泄的硫又促使海水中的鋇和硫酸發生催化反應。長此以往，蠕蟲死后便在溶巖中留下了管狀重晶石穴坑。

海底“煙囪”的發現意義十分重大，它不僅進一步證實了大洋中脊是巖漿構造活動非常活躍的場所，而且還展示了熱液成礦活動的一個側面，并使我們認識到了一個前所未知的海底生物的生態環境。

不僅如此，美國密執安大學的奧溫甚至認為，這種海底“煙囪”活動還與地球氣候變化有著密切關系。

地球大約在6000萬年前至4000萬年前的始新世時期，有著非常溫暖的氣候環境，那時極地與赤道的溫差很小。20世紀90年代，加拿大地質學家曾在北極圈內的埃爾斯米爾島發現了一片化石樹林，樹林保存很好，以水杉為主，林中還發現了犀牛、鱷、狐、猴的化石。這就足以證明，在樹林存在的6000萬年前至4000萬年前，這里具有熱帶的氣候環境。

那么，后來地球的氣候為何變化了呢?

奧溫在研究了從東太平洋海底獲取的沉積物和巖樣以后，發現在5000萬年前至2000萬年前的沉積物中，鐵的含量為現代的5~10倍，鈣的含量也在現在的3倍；另外，在800萬年前至600萬年前，鐵的含量也有一個小的峰值。他還從別人的研究中獲悉，始新世時期沉積物的鐵含量是目前的6倍，二氧化硅的含量是現代的20倍。為什么沉積物中鐵、鈣、硅的含量當時增高了呢?奧溫認為與海底噴泉活動增強有關。

奧溫進一步解釋，當海底噴泉活動增強時，所噴出的鈣與海水的中硫酸氫鈣發生反應，析出二氧化碳。已知現在海底“煙囪”噴發到大氣中的二氧化碳，占大氣二氧化碳自然來源的14％～22％。因此，當鈣的析出量為現在的3倍時，大氣中二氧化碳含量必將大大增加，這樣，將會產生“溫室效應”，從而使全球的氣溫普遍升高，以至于極地也出現了溫暖的氣候。

不過，也有人持不同的看法，有人認為氣候的變化不是水下“煙囪”造成的，而是地軸傾角變化的結果。

眾所周知，現在地軸與赤道的交角是66°－33°，但這個交角是變化的，若交角變小，回歸線將向高緯度區移動，從而使極地也出現溫暖的氣候。還有人認為，氣候變化與太陽輻射能量的變化有關。

也有人認為是大陸漂移的結果。當低緯度區地塊漂移到高緯度區時，就會在高緯度區看到溫暖環境的各種特征。

究竟誰是誰非，還有待進一步探討解“謎”。