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探秘深海“黑烟囱”

来源:科报网   时间:2006-11-01  浏览:
  时间:2006年10月19日下午地点:同济大学海洋学院向导:海洋地质国家重点实验室主任翦知湣博士
  坐落于同济大学校园深处的海洋学院楼是一座充满现代感的建筑,立体有致的外观和带有金属光泽的大海蓝让我们立刻联想到了位于其中的国家重点实验室———海洋地质实验室。在实验室主任翦知湣博士的带领下,我们有幸在这座海洋地质的圣殿中领略科学之美。
  走入实验室,第一感觉就是干净,铺满白色瓷砖的地板和褐色墙面的搭配没有让人感到丝毫的枯燥。实验室里一贯给人的冷冰冰的感觉也因为墙面上彩色的科普板变得生气盎然,板上充斥着各种我们闻所未闻的生物和奇特的生物链分布。
  “这个是什么?黑乎乎的。”我们突然注意到了墙上一张很有意思的图片。“这些是海底喷发的富含硫化物的热液与周围的海水混合后,很快产生沉淀变为‘黑烟’。由于矿液与海水成分、温度的差异,形成浓密的黑烟,遇到冷的海水后迅速降温,带出的矿物质结晶而形成烟囱状,高度可达10米,耸立于海底,根据颜色称之为‘黑烟囱’或‘白烟囱’。你们看到的这个就是‘黑烟囱’。”原来这些其貌不扬的东西还有这样奇特的身世。
  “在‘黑烟囱’附近存在一种独特的‘热液生物群’,如最‘勤劳’的当属硫细菌,密密麻麻分布在‘黑烟囱’表面,可说是热液生物群生存的基础,构成了‘深部生物圈’。深海热液生物群特殊基因库的发现,大大拓宽了‘生物圈’的概念和时空分布。这种生存在海底的生物群赖以生存的能量来源与通过光合作用制造有机质的生物有着根本区别———它依靠热液带出的硫进行化合作用制造有机质,是我们完全陌生的另一类生命形式。我们通过研究这种生物,探寻地球圈层中的深海过程和深海记录。”翦博士说。
  在气体稳定同位素比质谱仪实验室前,翦博士的话把我们从神秘的海底世界拉了回来:“这台气体稳定同位素比质谱仪Finni鄄gan-MAT252可是我们整个实验室里最出成果的一台机器哦!这是我们这里最核心的设备了,是24小时工作的,这可是中国第一台碳酸盐自动分析系统!这里对有孔虫的壳体的碳酸钙进行同位素分析。深海沉积中有孔虫的氧同位素反映的全球冰量曲线与冰芯气泡中CO2含量曲线相互平行,都和地球轨道呈现同样的周期现象。这就反映了地球上冰期与间冰期的旋回,为研究地球圈层的运动提供了有力的佐证。”翦博士的话让我们不禁又多看了几眼这台功勋卓著的机器,它和全体海洋地质实验室的工作人员为我们国家贡献出了一个又一个让世界瞩目的成果。
  地球表层系统中无论岩石圈、大气圈、生物圈的研究都离不开深海,因为海洋是地球长期气候变化的根源、生命秘密的谜底,也是深部与表层的通道。然而,提到海洋,我们更多的想到是蔚蓝的海面、浅海的鱼虾,海洋深处甚至海底的真实模样却无缘窥见。在扫描电镜室,可以最直观地看到深海的微生物。电镜室的夏老师带我们来到了XL-30环境电子扫描显微镜旁边。通过显示屏,超微化石、硫细菌等微生物以放大千倍之态在我们眼前呈现,似乎在和墙上的数百张生物图遥相呼应,提示着海底的神秘。据推算,深海海底至少有上千万种无脊椎动物,全球生物应近1亿种。
  “深海,正亟待我们去认识与开发。我们以海洋及相邻陆区的环境演变与海底资源为总目标,以与国际接轨的深海基础研究为特色,开展学科交叉的研究。”研究人员对我们自豪地说。被一般人视为畏途的科研道路在海洋地质研究所的研究员们脚下越走越宽,越走越通畅。
  ■链接
  实验室备忘录
  实验室多年来在海洋地质和地球物理研究中成绩卓著,形成了以海洋及相邻陆地的环境演变与海底资源为研究对象,以与国际接轨的深海基础研究为特色的学术基地。实验室将突出“地球系统科学”的指导思想,下设深海生物地球化学、古海洋学与古环境、大陆边缘演化与海洋沉积学、海底资源等四个主要研究方向,实现海洋与陆地相结合、古代与现代相结合,依靠国内外的广泛合作和学科(海洋地质、地球物理、地球化学和深海微生物)的交叉渗透,探索和发展深海地学研究中的新思路、新途径和新方法。

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