[科普中国]-深海热泉

深海热泉是指海底深处的喷泉，原理和火山喷泉类似，喷出来的热水就像烟囱一样，发现的热泉有白烟囱、黑烟囱、黄烟囱。1979年，美国科学家比肖夫博士首次在太平洋2500米接近海底时，看到这一奇异的景象:蒸汽腾腾，烟雾缭绕，烟囱林立。经过仔细观察发现在"烟囱林"中有各种生物生存。1

发现过程深海热泉（又称海底热液）系统的发现是以1948年瑞典科学家利用“信天翁号”(Albatross)考察船在红海发现高温高盐溶液为标志。1963-1965年国际印度洋调查期间，在红海的轴部及中央盆地中识别出层化的高温高盐溶液，发现了热液多金属软泥,从而揭开了海底热液活动研究的序幕。在随后的调研中，在大洋中脊多处发现了黑烟囱、块状硫化物及喷口生物，海底热液活动也成了科学家了解地球深部构造及地球生命起源的一个重要窗口。

1977年，美国"阿尔文"号深潜器再次对位于太平洋东部的附近洋底进行考察。这个海底热泉由13个大岛及数百个小岛组成的群岛，全是由火山喷发的熔岩堆积而成的，形成时间不到200万年，其中大部分都只有100万年左右，从海上看，各岛都耸立着一座座高大的火山堆，有的还不时发出低沉的轰鸣声。踏上一些岛后，还会看到地上布满了黝黑色的玄武岩。整个加拉帕戈斯群岛共有大小火山口2000多个，并且相当规律地排列在纵横交错的断裂纹上，大约每隔35千米一个。

这些群岛上如此众多的火山，早就引起了地质学家和海洋科学家的注意。后来他们才知道:原来这些岛屿正好位于东太平洋洋隆中大裂谷的附近，这里因太平洋板块的移动而被撕裂成许多巨大的裂谷和许多小断裂，地球深部地幔柱的炽热岩浆和上地幔对流活动从裂谷和断裂处不断地向上喷涌岩浆，形成了座座火山，散布在太平洋上，构成加拉帕戈斯群岛，并且发现了最为壮出的海底热泉2。

分布海底热液活动在离散板块边界和汇聚板块边界均可出现，但都集中在拉张性构造带上，主要分布于洋中脊、弧后扩张中心等。

形成机理其形成的机理是：海水沿裂谷张性断裂或裂隙渗入洋壳内部，受炽热的熔岩影响后与基底玄武岩发生反应，形成酸性、还原且富硫化物与成矿金属的热液，温度高达350～400℃。反应程度随温度和压力的增加而增加，直到岩石变得难以渗透，含矿热液就上升回到海底。当它们从喷口涌出时与冷海水相遇，导致黄铁矿、黄铜矿、纤锌矿、闪锌矿等硫化物及钙、镁硫酸盐的快速沉淀，最后不断堆积成一种烟囱状的地貌1。

特征深海热泉的烟囱高低粗细各不相同，高的可以达到一百多米，矮的也有几米到几十米。因温度和组分差异，形成白烟囱或黑烟囱：当热液温度为100～350℃时，形成主要由硫酸盐矿物(硬石膏、重晶石)、二氧化硅和白铁矿组成的白烟囱。当温度≥350℃时，形成由暗色硫化物如磁黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿等堆积而成的黑烟囱。

热泉生物群落热泉喷出的海水含有丰富的硫化氢和硫酸盐，这一特殊环境内硫化细菌非常丰富，密度高达106个每毫升。由于它们能以化学合成作用进行有机物的初级生产，从而为滤食性动物提供了饵料基础3。这一环境内的生物组成主要有细菌、双壳类、铠甲虾、与细菌共生的巨型管栖动物、管水母、腹足类和一些红色的鱼类。由这些生物构成了特殊的热泉生态系统，被称为"深海绿洲"。这一群落随着"热泉"的长消而出没，当"热泉"停止喷发而消失时，这一群落也随着消失。当新的"热泉"产生时，又能形成新的群落。

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学