地球上最大、最寬的山脈在哪里?不在陸地上,而是在海洋里,它就是海底洋中脊。
洋中脊分布在四大洋,它們互相連通,加起來一共八萬公里長,占全球海洋面積的三分之一。這里是洋殼的新增長點,也是海洋科學家們關(guān)注的熱點。
當?shù)貢r間3月19日,受海上氣象條件影響,執(zhí)行中國大洋49航次第三航段科考任務(wù)的“向陽紅10”船走航途中海況不太理想,“向陽紅10”船載著40名科考隊員和24名船員乘風破浪駛向位于西南印度洋的作業(yè)區(qū)。本報記者劉園園拍攝
3月20日,執(zhí)行中國大洋49航次科考任務(wù)的“向陽紅10”船離工作區(qū)越來越近。它的目的地正位于西南印度洋洋中脊。
觀測地球深部的窗口
“洋中脊是地質(zhì)活動非?;钴S的地區(qū)?!?/span>中國大洋49航次第三航段地質(zhì)組組長楊振博士告訴科技日報記者,地球內(nèi)部存在高溫液態(tài)的巖漿,它可以順著板塊之間的縫隙往上涌并噴發(fā)出來,洋中脊就是地球上規(guī)模最大的巖漿上涌噴發(fā)通道。
由于位于兩個板塊分離的位置,洋中脊以一定的速率擴張,而且不同的洋中脊擴張速率不盡相同。有的每年擴張80毫米以上,被稱為快速擴張洋中脊,如東太平洋海隆。其次是中速擴張洋中脊和慢速擴張洋中脊。而西南印度洋洋中脊每年擴張16毫米以下,比指甲的生長速度都慢,被稱為超慢速擴張洋中脊。
中國大洋49航次首席科學家陶春輝介紹,洋中脊正在“透露”著地球深部的大量秘密,因此是了解地球深部的重要窗口。它的有趣之處不僅僅在于孕育著頻繁的火山、地震活動,還在于發(fā)育著大量的海底熱液活動和生命系統(tǒng)。
1977年,美國的阿爾文號載人深潛器在東太平洋加拉帕戈斯群島海域觀測到第一個熱液噴口。此后,在快速擴張的東太平洋海隆和慢速擴張的大西洋洋中脊發(fā)現(xiàn)大量的熱液活動。西南印度洋洋中脊擴張得最慢,科學家曾以為這里不會發(fā)育熱液活動。然而2007年我國科學家陶春輝等在這里找到了地球上首個位于超慢速擴張洋中脊的活動熱液區(qū)。
神奇的熱液活動區(qū)
深海熱液活動
洋中脊的熱液活動之所以如此受矚目,要從它的奇特之處講起。
楊振介紹,洋中脊的巖石具有滲透性,海水會沿著縫隙滲透下去,被灼熱的巖漿加熱后,會與周邊的巖石發(fā)生交換反應(yīng),被加熱后的海水被稱為“熱液”。熱液將巖石中的金屬元素溶解出來,繼而再順著縫隙往上涌,最后在海底噴涌而出,經(jīng)過持續(xù)的噴發(fā)、冷卻、沉淀后,形成了形似煙囪的東西,滾滾地冒著“黑煙”。這些煙囪狀的物體被稱為“黑煙囪”,而冒出的“黑煙”就是從海底噴出的熱液。它們之所以是黑色,正是由于富含各種金屬元素。
熱液中的多金屬硫化物不斷被冷卻、沉淀,同時“黑煙囪”不斷形成、倒塌,天長日久便成了多金屬硫化物礦藏。在陸地礦產(chǎn)資源儲量日益緊張的情況下,這些靜靜躺在海底的多金屬硫化物礦就成了人類未來的寶貴資源。
“更不可思議的是,活動的熱液區(qū)附近存在著十分獨特的不依賴于光合作用的生態(tài)系統(tǒng)?!眹液Q缶值诙Q笱芯克醮荷芯繂T介紹,熱液噴口附近高溫、高壓、劇毒,然而竟然生存著異常密集的化能自養(yǎng)微生物。這些微生物養(yǎng)活了多毛類、腹足類、甲殼類和魚類等生物,這就形成完整而獨特的生態(tài)系統(tǒng)。科學家正不斷在這些生態(tài)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)見所未見的新種,令人大開眼界。
無怪乎陶春輝說,對科學家而言,洋中脊是研究地球最重要的區(qū)域之一,也是地球上最活躍、最神奇的區(qū)域之一。