当您想到“热液喷口”时,您不应该想到“管虫”

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


大管虫 (Riftia pachyptila),奇怪的、标志性的热液喷口巨型生物。知识共享 Sabine Gollner 等人;点击图片查看链接和许可证。

1977年,科学家和全世界震惊地发现在东太平洋的加拉帕戈斯裂谷的第一个深海热液喷口群落(在 NPR 这里查看一篇关于此事的精彩报道)。在这个地点,喷出黑色、过热且化学过饱和水的烟囱高耸于成片的血红色管虫之上,这些管虫包裹在白色鞘中,还有巨大的深海蛤蜊、贻贝和海葵。生物学家们长期以来认为地球深处、没有阳光的地方是毫无生机的死亡地带,他们对此感到目瞪口呆。

从那时起,当您想到“黑烟囱”或“热液喷口”时,您可能会想到“管虫”。这是有原因的:无肠、内共生、壮观的 7 英尺以上的深海蠕虫是标志性的生物。


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但那将是非常非常错误的。因为大多数深海喷口并非管虫的家园,据我从 生命百科地图 以及我自己的阅读中所能判断的,管虫目前仅在东太平洋为人所知。例如,沿着大西洋中脊的所有喷口处的优势物种是虾和贻贝。在过去的两年里,科学家探测东斯科舍海岭——距海面约 8500 英尺——偶然发现了一个深海黑烟囱系统,上面覆盖着,竟然是,雪人蟹。

高密度居住的极致。图片来源:牛津大学,经许可使用;点击图片查看源论文链接

没错。雪人蟹(如果您不知道它们的名字是怎么来的,请看这里)。这些令人印象深刻的(且毛茸茸的)南太平洋居民仅在 2005 年被发现。昨天 在 PLoS One 上的一篇文章中宣布了这一消息,并且 也在大众科学这里进行了报道

与雪人蟹一起出现的是一个前所未有的深海喷口群落。在右上方图片中,那些不是海藻甚至珊瑚。它们是科学界的新物种——有柄藤壶。还有新的海葵(在 这里的图 3 中查找它们的照片)和新的蜗牛,以及新的七臂掠食性海星。还有一种幽灵章鱼物种,也是科学界的新物种,似乎被——出于好奇?——ROV 的灯光吸引而来。

我准备好近距离拍摄了,ROV Isis。图片来源:牛津大学,经许可使用;点击图片查看源论文链接。

但与那里存在的东西一样令人惊讶的是那里不存在的东西。那里没有管虫、多毛纲动物(刚毛虫)、蛤蜊、贻贝、掠食性螃蟹或通常在太平洋、印度洋和大西洋的其他深海喷口发现的虾。与此同时,有一些物种与西太平洋、南太平洋和东太平洋以及大西洋中脊的喷口重叠。虽然雪人蟹物种是新的,但它与太平洋-南极海岭和哥斯达黎加附近的冷泉有关。特别是,南极喷口食物链底层的化能合成(利用无机化学物质制造食物)细菌和其他微生物与其他地方发现的相似。

因此,这里的要点不是这个新的喷口系统来自另一个星球(尽管它肯定比大多数喷口系统更不寻常,原因在大众科学的文章中进行了探讨),而是地球上实际上存在 *许多* 不同类型的喷口群落,而且大多数不涉及管虫。作者试图计算到底有多少种类型。当他们来自南大洋的新数据添加到现有数据中时,计算机计算出最有可能有 11 种。这是他们制作的地图,显示了这一点;两个新的东斯科舍海岭喷口显示为蓝色圆圈。正如您将注意到的,那里有很多不同的喷口群落。可能只有大约 2 或 3 个是管虫的家园,但可以肯定的是,其余的喷口也是它们自己的一系列迷人怪物的家园。

呈现 11 种类型的全球深海喷口模型。两个新的东斯科舍喷口显示为蓝色点。Rogers 等人的图 6。知识共享许可。点击图片查看文章链接。

在与本文一起发表的评论中,南非斯特伦博斯大学的 Steven Chown 指出,尽管新的喷口受到南极条约的良好保护,但地球上的许多其他喷口却没有,而且鉴于它们的独特性和稀有性,这是一个问题。事实证明,使它们适合生命生存的东西——沉淀矿物质的热水——也在喷口中形成了富含金属硫化物矿脉。事实上,地球上发现的大多数矿脉都是古代热液喷口系统,尽管这些系统也可能在陆地上形成,例如在黄石,或在地球深处。但深海热液喷口似乎特别擅长浓缩金属。Chown 指出,在巴布亚新几内亚附近的索尔瓦拉喷口,矿床可能含有 7% 重量百分比的铜。陆地铜矿的矿石含量约为其十分之一。

在缺乏规则或保护的情况下,开采深海喷口系统将会发生(参见《经济学人》2009 年 这篇启发性文章),而且确实即将发生。加拿大鹦鹉螺矿业公司计划于 2013 年开始开采索尔瓦拉喷口,尽管 Chown 指出,“该地点的环境影响显然将得到良好管理。” 澳大利亚海王星矿业公司获得了巴布亚新几内亚、密克罗尼西亚和瓦努阿图海域的勘探许可证,并于 2008 年申请了新西兰附近两个地点的采矿许可证,据《经济学人》报道。俄罗斯盯上了大西洋中脊的四个地点,而中国正在勘探印度洋。

Chown 还指出,2011 年 7 月,国际海底管理局批准了四项新的多金属硫化物矿产勘探申请,这些矿产与热液喷口有关。目前的计划是仅勘探没有喷口生物的非活性喷口系统,但所有这些发展显然让一些人感到紧张,即在国际水域,在缺乏所有人一致同意的保护政策的情况下,一切都可能变得不可预测。似乎没有人会在那里关注正在发生的事情。卫星也看不到海床,或者至少看不到像您可以通过谷歌地球查看邻居后院内容的方式。

现在我并不是想妖魔化矿业公司。让我们不要天真地认为您的 iPad、iPhone、笔记本电脑和纯平电视中的金属和稀土元素来自哪里(尽管您或许应该考虑在可能的情况下购买二手商品,并在您玩完后负责任地回收它们)。您享受的生活方式是通过采矿(以及农业和伐木业)实现的。但在一个中国对在月球上进行露天开采 月球(更不用说 海底)抱有半认真想法的世界中,也许我们作为一个全球社会应该正式将某些地点——有人建议所有活性喷口;其他人建议大多数——划为禁止采矿区。制定明确、统一执行的规则供矿业公司遵守是我们的责任——而不是他们的责任。如果您有兴趣了解更多关于这个问题的信息,InterRidge,一个非营利性国际保护组织, 深入参与其中。

最后一点说明。在新的 PLoS 论文的末尾,有一段题外话提到,在 1966 年,在东斯科舍海岭水下 7,800 英尺处拍摄了一张海底照片。照片清楚地显示了与科学家们刚刚(重新?)在东斯科舍海岭发现的动物相似的动物。因此,似乎第一个热液喷口群落实际上是在 1966 年被发现的——但没有被认可——比传奇的加拉帕戈斯裂谷的下潜早了 11 年。谁知道是否有人仔细看过这张照片。人们会认为至少有人瞥了一眼。也许是因为那个人没有期望,也无法想象到像深海热液喷口这样美妙的东西,他们才无法看到就在他们眼前的奇迹。

 

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