北极海冰之下4000米：隐藏了一个神秘世界

• 2020 年 3 月 4 日
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北极冰层4000米之下隐藏着什么呢？这里是一个神秘的世界，存在海底火山，还有一些超出想象的生物……北极深海热液喷口最早发现于1979年，它们就像从海床伸出的管道，喷射着“热雾”，实际上这是一种热液体，富含矿物质。

在大西洋和太平洋，存在许多海底热液喷口，它们也被称为“海底烟囱”，它被独特的生态系统包围，里面有蛤蜊、盲虾、胡须海虫和极端微生物。在这里的生命无法从太阳获取能量，而只能从地球内部获得能量。

微生物利用热液喷口产生的化合物作为能量来源制造有机物，就像植物和藻类吸收太阳光子一样，体型较大的动物与这些微生物达到一种共生关系。

然而，之前没有人对北极生物群进行深入研究，并不知道在北极海冰之下4000米寒冷海水中生活着哪些生物？挪威水域研究所海洋生物学家伊娃·拉米雷兹·罗德拉说：“我们希望看看这个生态系统是否独立发展，是否它与其他热液喷口存在很大差异，或者是否这些热液喷口是互相连通的。”

伊娃与一支国际研究小组进行一次北纬82度的考察之旅，他们希望此行能够找到“欧若拉”区域，这是一个海底火山区，热液喷口释放着“黑烟”。

神秘的热液喷口

2019年9月19日，研究人员获准使用挪威新型破冰船“克伦普林斯-哈肯”号从北极斯瓦尔巴群岛的朗伊尔宾出发，船上有11个国际机构的代表。他们对海水化学分析显示，他们在海底加科尔海脊发现热液喷口。

2014年，阿尔弗雷德·韦格纳研究所科学家一直努力地寻找这些海底火山口，他们在探险的最后一天终于发现了热液喷口，研究员拉米雷斯·罗德拉称，我们乘船漂过一个热液烟囱，拍摄了1分钟的视频，这让我们知道热液喷口的具体位置。

目前，一支研究团队再次访问了该区域，他们的计划是拍摄视频和采集深海生物样本，探险队是由挪威北极大学领导的，罗德拉是该项目经理。

罗德拉说：“我们很难计划每天的工作安排，因为我们的工作完全受海冰的影响，北极海冰并不平静，它会分解、冻结，出现厚度变化，这使得它很难到达需要勘测的区域，研究人员在船尾拖着摄像机拍摄海床。”

2019年10月3日，他们终于到达一个理想位置，每个人的眼睛都盯着控制室的屏幕，气氛非常紧张，研究人员在此次航行的博客日志上写道：“当‘海底烟囱’第一次出现时，我们爆发出一阵欢呼和拥抱，这是一个巨大的黑色热液喷口，之后研究人员又发现了两个。我们能看到我们正在接近海底火山喷口，因为海底沉积物变得更加粗糙，掺杂着不同颜色的石粒。”

我们曾有一次非常接近热液喷口，研究人员将水下摄像机拉到一个海底土堆，突然看到黑色烟雾从裂开的火山喷口滚滚流出。这并非真实的烟雾，而是350摄氏度左右的高温液体，摄像机直接对准进行拍摄，高温液体释放速度太快了，很快海底变成黑色，我们很担心摄像机被烧坏，幸运的是，几分钟后我们成功拍摄到照片并传回，这是我们第一次近距离接触黑色热液喷口。

金色海底和玻璃海绵

科学家发现热液喷口附近的海底区域呈现金黄色，像金子一样闪闪发光，尽管从海底火山喷口释放的液体中有金、银元素的痕迹，但研究人员看到的海底物质并非黄金，而是由黑色烟雾沉积下来的亚硫酸盐。此外，热液喷口周围存在大量白色生物体，当它们反射摄像机发出的光时，就会闪闪发光。

海底欧若拉区域附近覆盖着一层厚厚的细粒沉积物，上面有白色的海绵，有盲虾在海底游动，还有海参和海葵，偶尔也有一些鱼游动。该区域主要的生物是玻璃海绵，它们非常罕见，直径可达到1米，甚至可存活几百年。海绵主要成分是硅，只有很少一部分是有机物，可以说它们几乎没有生命活力。

与众不同的海底世界

研究人员在其他海洋热液喷口周围未发现生物多样性，罗德拉说：“那里没有多少生命形式，但我们还不确定具体原因。”

大西洋和太平洋的热液喷口周围生活着丰富多彩的胡须海虫、蛤蜊和螃蟹，显然它们已经适应了热液喷口周围的特殊环境。罗德拉说：“它们大多数通过化学合成作用，达到细菌和微生物的共生关系，细菌可以在某些生物的体内或者特殊器官中存活，一些生物甚至没有口腔或者消化系统，只能依靠体内微生物产生的物质作为营养来源。”

目前研究人员还不知道“欧若拉”区域附近的微生物是否存在类似的关系，罗德拉称，我们必须首先全面认真地分析拍摄的深海视频。他们从海底海脊的生物中采集了大量样本，但由于技术问题，很难在靠近热液喷口取样，当前需要一支勘测队收集生活在热液喷口附近的动物和微生物样本。

北极深海生存条件与冰冷卫星的情况相似

挪威北极大学微生物学家迪米特里·卡伦尼臣科（Dimitri Kalenitchenko）与美国宇航局喷气推进实验室天体生物学家凯文·彼特·汉德在北极冰面上进行了一项特殊试验，试图发现木卫二、土卫二海冰之下隐藏生命的重要线索。

美国宇航局计划发射一艘宇宙飞船，在木卫二表面搜寻生命踪迹，目前木卫二和土卫二都被厚冰层覆盖，但在冰层之下可能有海水，海底可能存在热液活动。换句话讲，这些卫星潜在的生命形式有可能与北极深海生物十分相似，一艘太空飞船潜入木卫二或者土卫二海冰之下能发现多少生物体呢？

研究人员采集了“欧若拉”区域的冰层样本，他们的目标是观察能否在海底4000米之下找到海底火山口的证据。卡伦尼臣科说：“我们正在尝试观察海冰之下能捕获多少新发现。”

他将在探险队采集的冰样本中寻找极端微生物，它们是典型的热液喷口生物，是在高温环境中生长。他们认为，这些极端微生物可能会以某种方式到达海冰表面，它们也有可能以冬眠状态困在海冰之中。

卡伦尼臣科说：“最大的问题是这些微生物是存在于北极海冰中，还是没有希望找到它们？”他希望到2021年获得答案。

未来将展开深入勘测

研究人员对拍摄视频和采集样本的进一步研究将揭示更多关于此前未知的加科尔海脊环境，罗德拉表示，他们将继续展开新的勘测和探索，在更接近热液喷口的环境采集样本。

罗德拉和卡伦尼臣科都一致认为此次北极远征探索是值得的，虽然航行中遇到一些困难，未能从热液喷口附近采集样本，但是所有人都充满热情，全身投入这项海底勘测活动。