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被稱為中尺度渦流的巨大海水漩渦團在世界海洋中漫遊。由表面風攪動，並受科里奧利效應（由地球自轉產生）束縛，渦流可能會增長到數百公里直徑，並且已知會在海洋較淺的深度輸送熱量、化學物質和生物。一項新的研究於4月29日發表在《科學》雜誌上，表明渦流可能比之前認為的具有更深的觸及範圍，有助於塑造地球上一些最偏遠的生態系統——深海熱液噴口。
熱液噴口出現在洋中脊，那裡全新的海底從地幔的可塑性深處湧現出來。這些噴口處的溫度可以超過 400 攝氏度，濃厚的鐵和硫磺羽流使永久漆黑的水域變得渾濁。但即使在陽光照射不到的地方，生命也依然蓬勃發展。在這些噴口附近，溫度舒適地徘徊在 30 攝氏度，厚厚的化能合成細菌墊將噴口化學物質轉化為能量，反過來又支援巨型管蠕蟲、大型貽貝床和各種甲殼類動物的群落。
“這非常接近我所想象的另一個世界的模樣，”黛安·亞當斯說，她作為伍茲霍爾海洋研究所的生物海洋學家參與了這項研究。（她現在在國家衛生研究院。）那裡不像堪薩斯州，但新的研究表明，強大的深海氣旋——渦流的旋轉下腹部——會季節性地掃過這些群落，將噴口產物輸送到遙遠的水域。透過將化學沉積物和生物的通量與渦流的透過相關聯，研究人員表示，他們已經確定了一種新的機制，透過該機制，噴口產物在全球範圍內輸送。
亞當斯說，將熱液噴口分隔開來的廣闊距離使它們類似於孤立的島嶼生態系統。然而，有證據表明噴口之間存在高度的基因流動。深海腹足動物，如蝸牛和貽貝，已被發現在距離其原生噴口數百公里的地方。這些生物在自由漂浮的幼蟲階段最具移動性，但生命究竟如何從一個噴口綠洲穿越到另一個噴口綠洲之間的漫長寒冷黑暗的海洋，這一點尚不清楚。
為了研究噴口產物的運動，研究人員在東太平洋海隆附近的熱液噴口附近設定了沉積物捕集器和流速計，東太平洋海隆是位於墨西哥南部海岸約 800 公里處，海平面以下一英里半的洋中脊。在 2004 年 12 月至 2005 年 4 月的五個月期間，捕集器收集了沉積物和幼蟲的樣本，而流速計記錄了深海流速。回顧資料，研究人員注意到 3 月和 4 月幼蟲和沉積物急劇減少，這與異常強流時期相對應。這些海流的速度為每秒 15 釐米，是正常速度的兩到三倍，並且方向不斷變化。
研究人員很感興趣，檢查了該時期的大規模水動力事件的衛星觀測結果，這些事件可能解釋異常海流。他們發現了幾個，包括一個直徑 375 公里的渦流，該渦流在 2005 年 2 月至 3 月期間穿過研究地點，就在強深海海流和沉積物及幼蟲下降之前。渦流的計算機模擬產生了類似的深海海流，為這兩個觀測結果之間的相關性提供了支援。
加拿大漁業和海洋部的物理海洋學家理查德·湯姆森說：“根據他們擁有的資料，即使是間接的，這也是一個很好的故事。”他沒有參與這項研究。湯姆森認為，眾所周知，大氣力會影響深海中的運動，但這裡的關鍵新思想是，表面產生的渦流可以成為噴口產物的運輸機制。“這些渦流往往具有一定的完整性，它們將物質困在其中並將其帶入深海，”他說。湯姆森說，需要更多資料來證實渦流與噴口產物運輸之間的聯絡，但他同時也承認收集深海現象的縱向資料需要非凡的資源。
穿過東太平洋海隆的渦流是由穿過中美洲山口的西風產生的。每年大約有兩到三個渦流穿過海隆，主要是在冬季和春季。渦流在全球範圍內分佈，強度和大小各不相同，有些可以持續數月。有些是由墨西哥灣暖流的不穩定性形成的，而另一些似乎在厄爾尼諾年期間強度和頻率增加。因此，渦流可以為通常風平浪靜的深海帶來季節性甚至氣候尺度的成分。“深海並沒有與上層海洋發生的事情隔絕；它們是聯絡在一起的，”湯姆森說。
即使幼蟲被這些海流帶走，也不能保證它們能及時找到通往另一個噴口的路。亞當斯說，目前的研究尚未證明幼蟲可以在寒冷、營養貧乏的水域中存活下來。噴口棲息地的特殊化學成分和高壓在陸地上很難複製，因此大多數深海物種尚未在實驗室中培養，關於它們生命週期的瞭解仍然很少。亞當斯說，已培養的一種管蠕蟲物種的幼蟲期約為 38 天，這可能是它們能夠漂流多久的大致極限。“下一個問題是它們要去哪裡？”湯姆森說，“它們的情況如何，它們如何生存？”