寻找海底“烽火台”

— 记“蛟龙”号首次西北印度洋深潜科考旅程

本报记者 陈 瑜

黑烟缭绕、螺虾成群、海葵招摇，不断喷发的“黑烟囱”群孕育着勃勃生机，热液流体中的矿物结晶闪烁着点点光斑，仿佛“金雨”从天而降……

“这是我***次搭乘中国船只出海，***次乘坐‘蛟龙’号下潜，与想象中很不一样。”虽然已回到了陆地上的家中，但聊起4月5日结束的中国大洋第38航次***航段科考，浙江大学海洋学院教授张朝晖的思绪又回到了海上的日子，那是一种难以描述的奇妙感觉：神秘的生物、超级大章鱼、中温烟囱、大片的硫化物丘……

这是一段创纪录的历程：我国在国际上首次实现在西北印度洋卡尔斯伯格脊热液区实施载人下潜科学考察，59天里，在卧蚕1号、卧蚕2号、天休与大糦4个热液区新发现27处海底“黑烟囱”。

海底热液区分布在有岩浆活动的区域，如洋中脊。当海水从洋壳裂缝渗入，被岩浆加热时，会带出岩层中的金、银、铜、锌、铅等金属，形成热液硫化物喷口，俗称“黑烟囱”。

目前，海底多金属硫化物是日益受到国际关注的一种海底矿藏，发现“黑烟囱”也就意味着找到了正在形成中的多金属硫化物矿床，这将为该地区的海底成矿作用、生物多样性和极端环境生命演化等科学研究提供珍贵的样品和资料。

根据“狼烟”找“烽火台”

6200万年前的印度洋深处，一股岩浆自海底涌出，冷却形成了一个新的大洋地壳，科学家将其命名为西北印度洋卡尔斯伯格脊。

***航段首席科学家韩喜球曾在接受媒体采访时打了这样的比方，“如果把卡尔斯伯格脊比作海底长城，黑烟囱就相当于长城上的烽火台。”

如何判断哪个“烽火台”在冒烟？

以前深海科学家会派出“千里眼”——将物理、化学等多种传感器布放到海底，传感器经过受热液影响的区域时会产生温度、甲烷含量等方面的变化，就好像看到了“烽火台”上冒出的狼烟。

根据以往大洋航次的调查资料，循着“烽火台”上的狼烟，在***航段，首次造访的“蛟龙”号在西北印度洋的海底龙宫享受了一道道盛宴。

已经下潜几十次的潜航员傅文韬说，卧蚕1号热液区的“黑烟囱”分布特征与西南印度洋龙旂热液区明显不同。“这里的烟囱体很好找，分布区域比较集中，在山坡和山顶上成片存在，像石林一样。”

大糦热液区宛如喀斯特石林的烟囱群景观给国家海洋局第三海洋研究所研究员邵宗泽留下了深刻印象，“这里比我在西南印度洋龙旂热液区看到的烟囱景观更加奇特、壮观，有些黑烟囱顶端长有细如避雷针的新生烟囱壁。”

与生命类似，海底热液口也要经历从无到有，从幼年、壮年到老年的过程，下潜人员也发现一座座死亡硫化物烟囱体凝然寂立在海底。

对科学家来说，“黑烟囱”有着特别的意义，通过对比不同热液区热液喷口的活动情况和烟囱体规模大小，可以了解局地热液喷口之间的变迁及其与地质构造的关联。

三千米下的生命“绿洲”

在***航段中，高温探针在3000米的大洋深处，测得黑烟囱热液流体最高温度达到336.8摄氏度，可谓是海底火焰山。

“大糦”“卧蚕”和“天休”由北至南分布在卡尔斯伯格洋脊上，水深约2900米—3600米。

在这样的深度，海水温度通常低于2℃。这里终年无光，水压高至数百个大气压，本不是生物宜居之地。然而，“黑烟囱”的出现给海底播撒下一片生命“绿洲”。

3月21日，这是张朝晖盼望已久的日子。按计划，他将于当天在天休热液区参与执行“蛟龙”号第132潜次，也是中国大洋第38航次***航段的第十次下潜。

“这是一只身体估计只有三四十厘米，但却具有八条触须，每条触须长达三四米的动物！我们暂时只能叫它动物，因为我们所有的人都没见过，甚至都没听说过有触须可以长达三四米的动物。但是我得记录呀，怎么办，我只得先找了个最熟悉的类比，章鱼。我知道那肯定不是章鱼，但是有限的时间不允许我多思考，我只得在记录纸上写下，几点几分，见到了一只超级大章鱼！”这段记录，来自张朝晖当天的下潜日记。

让他更没想到的是，“短短两小时后， 迎面飘来一个巨大的圆形物体，直径可达1.5米，跟一个巨大的圆桌类似，那是白色的大章鱼，真正的超级大章鱼，我刚才看到的那个‘怪物’显然跟章鱼恐怕连亲戚都算不上。从来没有听说过章鱼可以长这么大！”

“什么样的生产力才能支撑以这么大的章鱼为食物链顶端的体系啊！”张朝晖在日记中情不自禁发问。

发出类似感叹的，不仅仅是张朝晖。

傅文韬也感到惊异，仅仅相隔2.7公里，卧蚕1号热液区却呈现出与死气沉沉的卧蚕2号热液区截然不同的景象：黑烟缭绕、螺虾成群、海葵招摇，不断喷发的“黑烟囱”群孕育着勃勃生机，热液流体中的矿物结晶闪烁着点点光斑，仿佛“金雨”从天而降……

下潜科学家、国家海洋局第二海洋研究所助理研究员邱中炎出舱后感叹，“丛林一般的烟囱群密密麻麻，底栖生物非常丰富！”

盲虾、海葵、螃蟹……对科学家来说，借助“蛟龙”号采集的珍贵的热液生物样品是无价之宝，这对研究深海生物多样性、划分全球尺度下热液生物区系，以及极端环境生物基因资源评价等都具有重要研究价值。

惊险相伴 柳暗花明又一村

“我的理想是找到高温热液喷口，因为从科学的角度来看，只有那冒着黑烟的烟囱才能带给我们原始的热液，那是地球在向我们发送的信号，可以让我们解读它们的形成机制，阐明从天休到卧蚕的热液和岩石演化。”让张朝晖兴奋的是，此行收获了7管首次取自西北印度洋的高保压热液样品，但样品的获取过程却是一波三折。

“我们可以很清楚地看到，烟囱确实是烟囱，但却没有‘烟’——高温热液携带的硫化物颗粒和冰冷的海水迅速混合形成的犹如黑烟升起的混合体。上面倒是长了不少海葵，但却没有高温热液口附近常见的盲虾。这个应该是中低温的，属于那种生命到了晚期的烟囱，仍然挺立在这一片已经枯萎侵蚀的死亡烟囱林里。”张朝晖在日记中这样写道“时间就这样无情把我的遗憾留在印度洋底了，寻找高温热液的希望留到了最后一个潜次了。”

幸好在天休热液区的最后一个潜次，下潜人员采集到了高温热液，弥补了张朝晖的遗憾。

“之前无论是在大糦热液区还是卧蚕热液区，下潜人员都是在最后一个潜次才得以用保压采水的方式获取热液的。”张朝晖笑言，“这也许就是在这西北印度洋卡尔斯伯格脊工作的宿命。”

一次下潜中，“蛟龙”号抵达的海底并不在事先准备的地图上。没有地图指引，在高低起伏的海脊区域寻找热液活动，近乎盲人摸象。

有着30年大洋矿产资源调查经验的青岛海洋地质研究所研究员崔汝勇当时判断，铺洒在黑色玄武岩周围的一层黄褐色“细砂”便是随热液扩散、沉淀的硫化物碎屑。循着热液活动的蛛丝马迹，潜航员操作“蛟龙”号航行不过百米，在一道海山斜坡上，一座此前从未被标记过的“黑烟囱”出现了。