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世界洋底的新发现

 修一切 2011-02-14
世界洋底的新发现

                             青岛海洋地质研究所 莫杰 译

    近十多年来,海洋科技发达国家,利用先进的调查船、深潜器和卫星遥感技术、多波速探测技术、水声技术、海底取样等海洋高新探测技术,对海洋开展全方位的从上空到海面、从水体到洋底,甚至向洋壳深部,形成立体探测系统的大范围,大深度的调查研究。在海底矿产资源方面,除人们熟知的大洋多金属结核、富钴结壳外,多金属软泥、热液硫化物和天然气水合等资源也取得一系列新的发现。这表明,进入21世纪,国际区域海底大洋矿产资源研究开发的趋势,将由单一多金属结核(壳)资源向多元化发展。

  新西兰海域的热液金旷

  新西兰东北部水域海底发现了热液金矿。一艘《唐戈露》海洋科研船在采集样品作业时,无意中采到一块超常重的矿石。后经分析测定,该矿石中含Zn18%、Cu15%,而Au含量则高达23%。为查明海底矿石真相,再次开赴该海域搜索却一无所获。然而,最后奇迹出现了,傍晚时分,在离考察船不远的左前方谌蓝的水面上,不时深褐色的烟雾在蒸腾。当船开进烟雾笼罩的水域范围,考察人员利用深海潜水探测仪和海面红外摄像器等先进设备进行探测,很快将该水域海底的情况摸得一清二楚。原来就在该船左侧水下2500m海底,有一直径37m的巨大喷口,一股呈深褐色的热液矿物流向海底喷涌而出。这股总长2500m的黑褐色烟柱越接近海面变得越粗,形成有如原子弹爆炸时的蘑菇云状那样十分壮观的巨大烟云柱,呈螺旋式地缓缓上升,直抵海面。后经调查证实,新西兰海底热液金矿产地的水深比至今已发现的20多处的任何一地都要浅,且含矿品位高,因而其开采价值极高。海底罕见的热液金矿的发现是自20世纪70年代中期发现海底热液多金属硫化矿床以来,世界地球科学领域最令人兴奋的重大发现。

  亚特兰蒂斯海床

  在距离中大西洋海脊15km、水深700m处,发现的亚特兰蒂斯海床区域,这个热液系统的水温高达40℃70℃,热水从海床中经热液喷口溢出后,热水中的矿物质会析出并逐渐冷凝固起来,形成许多白色的矿物柱体。其中一个矿物柱高达60m,是迄今发现最高的海底热液系统矿物柱。该热液喷口周围呈现状形,生活着少量螃蟹、海绵、珊瑚虫等动物,数量最多的生物是细菌,有些地方的表层沉积物或岩石甚至因为细菌密布附着而全部被掩盖。初步研究表明,这些细菌形态非常古老,它们能够依靠甲烷、硫化氢等有机物质生存;矿物柱主要是多金属硫化物集合体。

  百慕大海底沼气

  位于北美东南部大西洋中的波多黎各的圣胡安岛与美国佛罗里达半岛南部的迈阿密和百慕大群岛之间的三角地带,是一个经常发生过往船只和飞机神秘失踪的海域,故被人们称之百慕大魔鬼三角之谜1998年英国海洋地质学家声称,他们在百慕大海底地层之下发现了一种迄今尚未了解的物质——一种由冰冻的水和沼气混合而成的结晶体。科学家认为,这些沼气是存活在海底地层下的细菌活动而产生的。由于受到海水及地层的巨大压力,加之水温很低,沼气与水混合结成土豆大小的晶体团状。

  由此科学家解释,如果海底发生剧烈地震活动,这种被埋在地层中的块状晶体被翻了出来,外界压力减轻,它们就会迅速气化,大量气泡上升到海面,会使海水密度降低,失去原来所具有的浮力,当船只通过时就会像块石头一样沉入海底。当大量沼气逸出海面,并继续漂浮上升到空中,当飞机经过该海域,沼气遇上灼热的飞机发动机,就会立即燃烧爆炸,造成机毁人亡。

  豪特雷海沟的甲烷气

  距离美国加利福尼亚海岸161km处的海底,有一条长度与科罗拉多大峡谷相仿的海沟——蒙特雷海沟。那里生存大量的蛤蜊创造了一处令海洋生物和海洋地质学家惊叹不已的奇迹。在海面下的1200m深处是一个有害气体涌动区,大量的硫化氢和甲烷气体,夹杂一些金属矿物质,从海底的岩层中不断向上涌出,在涌流区的周围有不计其数的蛤蜊在那里安然无恙地生存着。那里除蛤蜊外,还有数量可观的虾、贻贝和长达25m的多毛虫。科学家认为,对这些奇异生物群落的研究将有助于解开生命起源的谜团,甚至有人认为,可从中获取一些原始生物稀有的化学物质或生物基因造福于人类的健康和治疗疑难病症。

  亚速尔群岛附近水下的彩虹

  近年来,法、美科学家乘水下探测器,在大西洋中的葡属亚速尔群岛附近水下250Om处。一个名叫彩虹的海底,发现了一个向海中喷放黑色热水的热泉群。据现场观测,从海底下涌出的热泉水颜色如墨水般乌黑,含有大量稀释状态的金属物质。这股黑色热水流从海底下喷涌而出后扩展到水下方圆数公里范围。科学家认为,彩虹是迄今所发现的大西洋脊中最活跃的地方,它正处在欧、美两个大陆板块相接的地方。

  科学家观察到,从海底涌出的黑色热泉尤如一排林立黑烟囱。黑色热水中含有大量金属和其它有害物质,然而在这个范围内却挤满了数不清的虾、蟹、贝类和海参。经海底现场观测,这个地方长约250m、宽60m,共出现有30多个黑色热喷泉,喷出口的水温高达360℃。热泉之所以呈黑烟囱状,是喷出的热流同海水接触后,温度骤然下降,使其呈稀释状的含铁锰较多的微粒状态,使海水变得乌黑混浊,而冷却凝固的硫化物柱状体就形成一个个丛立的黑烟囱

  东太平洋海脊的生命进化之囱

  法美两国科学家联合对东太平洋海脊(北纬13°和北纬95°)进行下潜31次现场观察和取样。这两个地点在2600m深的海底,他们发现,那里的生物食链与陆地生物食链完全不同。海底100m以下因光线不足无法产生光合作用,大自然通过化能合成解决了这个问题,具有氧化硫能力的菌类在海底热水口生成,随后成为海底生物的食物。海底热水口周围生存的类似巨虫、缀锦蛤、贻贝等是其它海域罕见的,是真正的活化石,可能自古生代以来,经历了245亿年至54亿年独特的进化过程。科学家将其视为生命进化之囱,他们试图探索这些奇异生物的生态环境,以解开这些生物在水温高达360℃,充满矿物质、天然气、硫化氢的环境中得以存活之谜。

  中大西洋海脊的海底温泉场

  英国海洋科学家拉切尔·米尔斯和亚当姆·舒尔茨两博士率领的科考小组,对位于中大西洋海底的45km长、约3000m深的海脊上的海底火山进行调查研究。他们发现一些火山活动形成的海底温泉场,这些热温泉受到深海沉积着许多化学和矿物质的接近0℃的海水冷凝作用,形成许多矿物烟囱。经取样品分析,含有品位较高的CrZnCuPhFeMn,甚至Au的硫化物。而在烟囱周围是成群成簇的奇异的海底动物,如各种海葵、海蟹以及数百万计的盲虾等。

  南太平洋的海底火山

  德国和法国的科学家,在南太平洋南部海岭和帕克斯岛以南海域(距智利海岸2000km)之间的一条1500km长的海脊上,发现几十座高达4000m的海底火山。某些火山顶部是由珊瑚构成的台地,并且有贝壳,这证明这些火山早先是岛屿或珊瑚岛。由于海底在火山活动的影响下出现断裂,原先的岛屿随之消失了。在调查区内还发现海底热泉、锰矿和氧化铁。法国科学家罗歇·埃基尼昂认为,这一发现表明了火山活动对地球形成和地球大气形成的重要性

  太平洋底有淡水

  俄罗斯海洋科学家在西北太平洋进行实验考察时,首次发现有类似淡水性质的隐淡水。这种淡水含盐量为1725%,而海水平均含量为3435%。隐淡水并非静态赋存在海底下,而是从洋底岩层裂隙内喷涌而出。他们推断,隐淡水并非原本就是淡水,它是一种被淡化了的海水。这种海水是在水压作用下,经洋底岩层裂隙高密度区的气孔的盐析作用而产生,从气孔涌流而出,以潜流的形式出现的洋底。它的产生是海水经由各种渠道渗入洋底,形成海水与隐淡水的相互循环交换。就这样,隐淡水源源不断地从海底喷涌而出。俄罗斯研究人员推测,在世界各大洋底,拥有极为丰富的隐淡水资源,估计其蕴藏量可占海水总量的1520%。他们认为,隐淡水的盐析作用对判明洋底的变迁和多金属结核体的形成都具有科学意义。

  黑海可燃冰储量居世界之首

  20021月中旬,德国、俄罗斯和乌克兰数十名海洋生物、化学和地质学家乘流星号考察船,对黑海西北部海底进行调查。在60650m深的海底已确定150多个可燃冰矿藏,但还不是最终数字。据初步估计,可燃冰(即天然气水合物)在黑海的储量约为2025万亿m3,可供人类使用数万年。在某些海区,甲烷释放区域长达2km,海底的可燃冰冰层厚达6m。研究表明,部分气体冲到海面,在空气中稀释。黑海海底丰富的甲烷储量已构成严重的威胁,这使人们解开 1927年克里米亚大地震期间,曾发生过一种不可思议的奇特现象——大海起火之谜。据记载,火舌直冲云天,海面出现一座高达数百米的火焰山。科学家认为,这个谜就是海底天然气水合物大量向海面释放,在空气中燃烧的结果。

 

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