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
编者按：记者兼船员 Kathryn Eident 正在亚特兰蒂斯号科考船上进行为期一个月的航行，以探索东热带太平洋的海底火山活动以及其他研究项目。 这是为 ScientificAmerican.com 撰写的关于这次发现之旅的第四篇博文
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在亚特兰蒂斯号科考船上的任何科学家乘坐阿尔文号深潜器下潜到海底之前，他们都必须花费数小时仔细研究水深地形图，评估海底的每个细节，并为深潜器制定跟踪路线。
正是通过梳理这些地图，南卡罗来纳大学的地质学家斯科特·怀特最近发现了一个看起来像是数据异常的点——地图某个部分的一组四个随机点。 怀特没有将该特征视为软件错误而丢弃，而是决定让深潜器去检查一下。 事实证明他的预感是正确的：“数据异常点”实际上是一组四个热液喷口——在海底喷涌的黑烟囱。
“这些喷口存在于这里这一事实很有趣，”怀特说道，他之前曾研究过加拉帕戈斯裂谷带 (GSC)。
他说，虽然科学家们已经在 GSC 的其他部分发现了热液喷口，但这个更靠近加拉帕戈斯热点地区的区域似乎很少。 他们不确定原因，因此发现更多的喷口为科学团队关于这个独特的中洋脊的越来越多的未知问题清单又增加了一个问题。
热液喷口与火山喷发有关，并在世界各地的中洋脊沿线被发现。 科学家在 1970 年代后期首次发现它们，逐渐了解到这些喷口有助于地球的冷却过程，使地壳内部的热量能够释放到较冷的海洋中。
从根本上说，热液喷口是从地壳内部逸出的非常热的海水流。 火山活动导致地壳破裂，使海水进入，变得过热并吸收矿物质。 当过热的水循环回海底并与较冷的海水接触时，矿物质会凝固并形成像怀特发现的黑烟囱这样的结构。
怀特很高兴首先通过地图找到这些喷口，而不是在深潜器中偶然发现它们。
“这就是我们能够实现的飞跃，”怀特在谈到科学团队可用的新型精密测绘工具时说道。 “我们开始真正了解正在发生的事情，而不是像在黑暗中拿着手电筒四处游荡。”
除了使用阿尔文号深潜器勘测海底外，科学团队还在使用自主水下航行器“哨兵”号，这是一种由伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 工程师设计和操作的机器人。
“哨兵”号形状像翻车鱼，侧面装饰着鲜艳的黄色和橙色，配备了大量传感器、导航设备和测绘工具。 它可以生成科学家们见过的最详细的水深地形图。
“哨兵”号在晚上工作，在阿尔文号安全返回船上后。 它巨大的尺寸和重量需要船上的起重机将其吊到舷外并放入水中。 一旦脱离船只，机器人就会下降到海底，并在离海底几英尺的高度航行一夜，收集数据并与远在海面之上的船只进行远程通信。
在这次航行中，科学团队以两种方式使用该机器人。 有时他们要求 WHOI 工程师对“哨兵”号进行编程，以绘制先前未探索过的山脊区域的地图，使用这些数据来计划未来的潜水。 其他时候，他们使用机器人用其高分辨率剖面图来填充先前绘制的区域。
在“哨兵”号之前，科学家们使用侧扫声纳和多波束声纳测绘等工具来一窥海底。 他们制作的地图只能给科学家们提供海底山丘和山谷的模糊图像，留下很多需要解释的地方。 现在，科学家们实际上可以在“哨兵”号地图上“看到”火山特征，然后再潜入深潜器中亲自查看。
首席科学家约翰·辛顿说：“‘哨兵’号地图绝对是具有启发性的。 “有了‘哨兵’号，我们获得的图像比我们在陆地上大多数情况下获得的图像都要好——这真是令人震惊。”
正是借助“哨兵”号和阿尔文号这样的工具，科学团队才能够更好地了解海底发生的复杂火山过程。 自他们首次乘坐亚特兰蒂斯号科考船从加拉帕戈斯群岛启航以来的近四个星期里，他们探索了 GSC 西部的特征，那里的表现很像典型的中洋脊。 然后，在进行了两周的潜水和测绘之后，他们向东走，研究了加拉帕戈斯热点如何影响更靠近岛屿的山脊。
辛顿说：“阿尔文号和‘哨兵’号协同工作非常出色。 “我希望下一代地质学家知道他们可以结合使用阿尔文号和‘哨兵’号来进行地质研究。 这是可以做到的。”
随着旅程接近尾声，该小组正在为重返陆地生活做准备。 这次航行的工作——数十次阿尔文号潜水和测绘调查——已成功完成。
在他们的家庭实验室里，他们将分析数十个岩石样本，仔细检查数百张照片，并回顾一小时又一小时的录像带，寻找更多线索，以帮助他们了解沿 GSC 水下火山喷发的神秘过程。
辛顿在谈到他们收集的数据时说：“里面还有很多东西。 “有些真正的大问题我不知道答案——我仍在整理观察结果。”
图片来源：Mark Spear 拍摄，伍兹霍尔海洋研究所