當您想到“熱液噴口”時,您不應該想到“管蟲”

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


大管蟲 (Riftia pachyptila),奇怪的、標誌性的熱液噴口巨型生物。知識共享 Sabine Gollner 等人;點選圖片檢視連結和許可證。

1977年,科學家和全世界震驚地發現在東太平洋的加拉帕戈斯裂谷的第一個深海熱液噴口群落(在 NPR 這裡檢視一篇關於此事的精彩報道)。在這個地點,噴出黑色、過熱且化學過飽和水的煙囪高聳於成片的血紅色管蟲之上,這些管蟲包裹在白色鞘中,還有巨大的深海蛤蜊、貽貝和海葵。生物學家們長期以來認為地球深處、沒有陽光的地方是毫無生機的死亡地帶,他們對此感到目瞪口呆。

從那時起,當您想到“黑煙囪”或“熱液噴口”時,您可能會想到“管蟲”。這是有原因的:無腸、內共生、壯觀的 7 英尺以上的深海蠕蟲是標誌性的生物。


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但那將是非常非常錯誤的。因為大多數深海噴口並非管蟲的家園,據我從 生命百科地圖 以及我自己的閱讀中所能判斷的,管蟲目前僅在東太平洋為人所知。例如,沿著大西洋中脊的所有噴口處的優勢物種是蝦和貽貝。在過去的兩年裡,科學家探測東斯科舍海嶺——距海面約 8500 英尺——偶然發現了一個深海黑煙囪系統,上面覆蓋著,竟然是,雪人蟹。

高密度居住的極致。圖片來源:牛津大學,經許可使用;點選圖片檢視源論文連結

沒錯。雪人蟹(如果您不知道它們的名字是怎麼來的,請看這裡)。這些令人印象深刻的(且毛茸茸的)南太平洋居民僅在 2005 年被發現。昨天 在 PLoS One 上的一篇文章中宣佈了這一訊息,並且 也在大眾科學這裡進行了報道

與雪人蟹一起出現的是一個前所未有的深海噴口群落。在右上方圖片中,那些不是海藻甚至珊瑚。它們是科學界的新物種——有柄藤壺。還有新的海葵(在 這裡的圖 3 中查詢它們的照片)和新的蝸牛,以及新的七臂掠食性海星。還有一種幽靈章魚物種,也是科學界的新物種,似乎被——出於好奇?——ROV 的燈光吸引而來。

我準備好近距離拍攝了,ROV Isis。圖片來源:牛津大學,經許可使用;點選圖片檢視源論文連結。

但與那裡存在的東西一樣令人驚訝的是那裡不存在的東西。那裡沒有管蟲、多毛綱動物(剛毛蟲)、蛤蜊、貽貝、掠食性螃蟹或通常在太平洋、印度洋和大西洋的其他深海噴口發現的蝦。與此同時,有一些物種與西太平洋、南太平洋和東太平洋以及大西洋中脊的噴口重疊。雖然雪人蟹物種是新的,但它與太平洋-南極海嶺和哥斯大黎加附近的冷泉有關。特別是,南極噴口食物鏈底層的化能合成(利用無機化學物質製造食物)細菌和其他微生物與其他地方發現的相似。

因此,這裡的要點不是這個新的噴口系統來自另一個星球(儘管它肯定比大多數噴口系統更不尋常,原因在大眾科學的文章中進行了探討),而是地球上實際上存在 *許多* 不同型別的噴口群落,而且大多數不涉及管蟲。作者試圖計算到底有多少種類型。當他們來自南大洋的新資料新增到現有資料中時,計算機計算出最有可能有 11 種。這是他們製作的地圖,顯示了這一點;兩個新的東斯科舍海嶺噴口顯示為藍色圓圈。正如您將注意到的,那裡有很多不同的噴口群落。可能只有大約 2 或 3 個是管蟲的家園,但可以肯定的是,其餘的噴口也是它們自己的一系列迷人怪物的家園。

呈現 11 種類型的全球深海噴口模型。兩個新的東斯科舍噴口顯示為藍色點。Rogers 等人的圖 6。知識共享許可。點選圖片檢視文章連結。

在與本文一起發表的評論中,南非斯特倫博斯大學的 Steven Chown 指出,儘管新的噴口受到南極條約的良好保護,但地球上的許多其他噴口卻沒有,而且鑑於它們的獨特性和稀有性,這是一個問題。事實證明,使它們適合生命生存的東西——沉澱礦物質的熱水——也在噴口中形成了富含金屬硫化物礦脈。事實上,地球上發現的大多數礦脈都是古代熱液噴口系統,儘管這些系統也可能在陸地上形成,例如在黃石,或在地球深處。但深海熱液噴口似乎特別擅長濃縮金屬。Chown 指出,在巴布亞紐幾內亞附近的索爾瓦拉噴口,礦床可能含有 7% 重量百分比的銅。陸地銅礦的礦石含量約為其十分之一。

在缺乏規則或保護的情況下,開採深海噴口系統將會發生(參見《經濟學人》2009 年 這篇啟發性文章),而且確實即將發生。加拿大鸚鵡螺礦業公司計劃於 2013 年開始開採索爾瓦拉噴口,儘管 Chown 指出,“該地點的環境影響顯然將得到良好管理。” 澳大利亞海王星礦業公司獲得了巴布亞紐幾內亞、密克羅尼西亞和萬那杜海域的勘探許可證,並於 2008 年申請了紐西蘭附近兩個地點的採礦許可證,據《經濟學人》報道。俄羅斯盯上了大西洋中脊的四個地點,而中國正在勘探印度洋。

Chown 還指出,2011 年 7 月,國際海底管理局批准了四項新的多金屬硫化物礦產勘探申請,這些礦產與熱液噴口有關。目前的計劃是僅勘探沒有噴口生物的非活性噴口系統,但所有這些發展顯然讓一些人感到緊張,即在國際水域,在缺乏所有人一致同意的保護政策的情況下,一切都可能變得不可預測。似乎沒有人會在那裡關注正在發生的事情。衛星也看不到海床,或者至少看不到像您可以透過谷歌地球檢視鄰居後院內容的方式。

現在我並不是想妖魔化礦業公司。讓我們不要天真地認為您的 iPad、iPhone、筆記型電腦和純平電視中的金屬和稀土元素來自哪裡(儘管您或許應該考慮在可能的情況下購買二手商品,並在您玩完後負責任地回收它們)。您享受的生活方式是透過採礦(以及農業和伐木業)實現的。但在一箇中國對在月球上進行露天開採 月球(更不用說 海底)抱有半認真想法的世界中,也許我們作為一個全球社會應該正式將某些地點——有人建議所有活性噴口;其他人建議大多數——劃為禁止採礦區。制定明確、統一執行的規則供礦業公司遵守是我們的責任——而不是他們的責任。如果您有興趣瞭解更多關於這個問題的資訊,InterRidge,一個非營利性國際保護組織, 深入參與其中。

最後一點說明。在新的 PLoS 論文的末尾,有一段題外話提到,在 1966 年,在東斯科舍海嶺水下 7,800 英尺處拍攝了一張海底照片。照片清楚地顯示了與科學家們剛剛(重新?)在東斯科舍海嶺發現的動物相似的動物。因此,似乎第一個熱液噴口群落實際上是在 1966 年被發現的——但沒有被認可——比傳奇的加拉帕戈斯裂谷的下潛早了 11 年。誰知道是否有人仔細看過這張照片。人們會認為至少有人瞥了一眼。也許是因為那個人沒有期望,也無法想象到像深海熱液噴口這樣美妙的東西,他們才無法看到就在他們眼前的奇蹟。

 

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