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被称为中尺度涡流的巨大海水漩涡团在世界海洋中漫游。由表面风搅动，并受科里奥利效应（由地球自转产生）束缚，涡流可能会增长到数百公里直径，并且已知会在海洋较浅的深度输送热量、化学物质和生物。一项新的研究于4月29日发表在《科学》杂志上，表明涡流可能比之前认为的具有更深的触及范围，有助于塑造地球上一些最偏远的生态系统——深海热液喷口。
热液喷口出现在洋中脊，那里全新的海底从地幔的可塑性深处涌现出来。这些喷口处的温度可以超过 400 摄氏度，浓厚的铁和硫磺羽流使永久漆黑的水域变得浑浊。但即使在阳光照射不到的地方，生命也依然蓬勃发展。在这些喷口附近，温度舒适地徘徊在 30 摄氏度，厚厚的化能合成细菌垫将喷口化学物质转化为能量，反过来又支持巨型管蠕虫、大型贻贝床和各种甲壳类动物的群落。
“这非常接近我所想象的另一个世界的模样，”黛安·亚当斯说，她作为伍兹霍尔海洋研究所的生物海洋学家参与了这项研究。（她现在在国家卫生研究院。）那里不像堪萨斯州，但新的研究表明，强大的深海气旋——涡流的旋转下腹部——会季节性地扫过这些群落，将喷口产物输送到遥远的水域。通过将化学沉积物和生物的通量与涡流的通过相关联，研究人员表示，他们已经确定了一种新的机制，通过该机制，喷口产物在全球范围内输送。
亚当斯说，将热液喷口分隔开来的广阔距离使它们类似于孤立的岛屿生态系统。然而，有证据表明喷口之间存在高度的基因流动。深海腹足动物，如蜗牛和贻贝，已被发现在距离其原生喷口数百公里的地方。这些生物在自由漂浮的幼虫阶段最具移动性，但生命究竟如何从一个喷口绿洲穿越到另一个喷口绿洲之间的漫长寒冷黑暗的海洋，这一点尚不清楚。
为了研究喷口产物的运动，研究人员在东太平洋海隆附近的热液喷口附近设置了沉积物捕集器和流速计，东太平洋海隆是位于墨西哥南部海岸约 800 公里处，海平面以下一英里半的洋中脊。在 2004 年 12 月至 2005 年 4 月的五个月期间，捕集器收集了沉积物和幼虫的样本，而流速计记录了深海流速。回顾数据，研究人员注意到 3 月和 4 月幼虫和沉积物急剧减少，这与异常强流时期相对应。这些海流的速度为每秒 15 厘米，是正常速度的两到三倍，并且方向不断变化。
研究人员很感兴趣，检查了该时期的大规模水动力事件的卫星观测结果，这些事件可能解释异常海流。他们发现了几个，包括一个直径 375 公里的涡流，该涡流在 2005 年 2 月至 3 月期间穿过研究地点，就在强深海海流和沉积物及幼虫下降之前。涡流的计算机模拟产生了类似的深海海流，为这两个观测结果之间的相关性提供了支持。
加拿大渔业和海洋部的物理海洋学家理查德·汤姆森说：“根据他们拥有的数据，即使是间接的，这也是一个很好的故事。”他没有参与这项研究。汤姆森认为，众所周知，大气力会影响深海中的运动，但这里的关键新思想是，表面产生的涡流可以成为喷口产物的运输机制。“这些涡流往往具有一定的完整性，它们将物质困在其中并将其带入深海，”他说。汤姆森说，需要更多数据来证实涡流与喷口产物运输之间的联系，但他同时也承认收集深海现象的纵向数据需要非凡的资源。
穿过东太平洋海隆的涡流是由穿过中美洲山口的西风产生的。每年大约有两到三个涡流穿过海隆，主要是在冬季和春季。涡流在全球范围内分布，强度和大小各不相同，有些可以持续数月。有些是由墨西哥湾暖流的不稳定性形成的，而另一些似乎在厄尔尼诺年期间强度和频率增加。因此，涡流可以为通常风平浪静的深海带来季节性甚至气候尺度的成分。“深海并没有与上层海洋发生的事情隔绝；它们是联系在一起的，”汤姆森说。
即使幼虫被这些海流带走，也不能保证它们能及时找到通往另一个喷口的路。亚当斯说，目前的研究尚未证明幼虫可以在寒冷、营养贫乏的水域中存活下来。喷口栖息地的特殊化学成分和高压在陆地上很难复制，因此大多数深海物种尚未在实验室中培养，关于它们生命周期的了解仍然很少。亚当斯说，已培养的一种管蠕虫物种的幼虫期约为 38 天，这可能是它们能够漂流多久的大致极限。“下一个问题是它们要去哪里？”汤姆森说，“它们的情况如何，它们如何生存？”