海底洋中脊為何成為海洋研究“香餑餑”

海底攝像拖體 （記者 劉園園攝）

地球上最大、最寬的山脈在哪裡？不在陸地上，而是在海洋裡，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8萬公裡長，佔全球海洋面積的三分之一。這裡是洋殼的新增長點，也是海洋科學家們關注的熱點。

當地時間3月22日，執行中國大洋49航次科考任務的“向陽紅10”船在工作區內完成海底攝像拖體第一條測線工作后，開始進行多波束地形測線作業。它的工作區域正位於西南印度洋洋中脊。

觀測地球深部的窗口

“洋中脊是地質活動非常活躍的地區。”中國大洋49航次第三航段地質組組長楊振博士告訴科技日報記者，地球內部存在高溫液態的岩漿，它可以順著板塊之間的縫隙往上涌並噴發出來，洋中脊就是地球上規模最大的岩漿上涌噴發通道。

由於位於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於孕育著頻繁的火山、地震活動，還在於發育著大量的海底熱液活動和生命系統。

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現大量的熱液活動。西南印度洋洋中脊擴張得最慢，科學家曾以為這裡不會發育熱液活動。然而2007年我國科學家陶春輝等在這裡找到了地球上首個位於超慢速擴張洋中脊的活動熱液區。

神奇的熱液活動區

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，洋中脊的岩石具有滲透性，海水會沿著縫隙滲透下去，被灼熱的岩漿加熱后，會與周邊的岩石發生交換反應，被加熱后的海水被稱為“熱液”。熱液將岩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，經過持續的噴發、冷卻、沉澱后，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，是由於富含各種金屬元素。

熱液中的多金屬硫化物不斷被冷卻、沉澱，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，活動的熱液區附近存在著十分獨特的不依賴於光合作用的生態系統。”國家海洋局第二海洋研究所王春生研究員介紹，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微生物。這些微生物養活了多毛類、腹足類、甲殼類和魚類等生物，形成完整而獨特的生態系統。科學家正不斷在這些生態系統發現見所未見的新種，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域之一，也是地球上最活躍、最神奇的區域之一。（記者 劉園園）