红海海底裂谷

1978年11月14日，北美的阿尔杜卡巴火山突然喷发，浓烟滚滚，溢出了大量熔岩。一个星期以后，人们经过测量发现，遥遥相对的阿拉伯半岛与非洲大陆之间的距离增加了1米，也就是说，红海在7天中又扩大了1米。

红海是奇特的海。它不仅在缓慢地扩张着，而且有几处水温特别高，超过50℃。红海海底又富集着特别丰富的高品位金属矿床。这些现象长期以来没有得到科学的解释，被称为红海之谜。

红海之谜在60年代才有了端倪。海洋地质学家解释说，红海之谜在于海底有着一系列“热洞”。在对全世界海洋洋底经过详细测量之后，科学家发现大洋底像陆上一样有高山深谷，起伏不平。在大洋洋底地形图上，我们可以看到有一条长75000多千米，宽960千米以上的巨大山系纵贯全球大洋，科学家把这条海底山系称作“大洋中脊”，狭长的红海正被大洋中脊穿过。沿着大洋中脊的顶部，还分布着一条纵向的断裂带，裂谷宽约达13~48千米，狭的也有900~1200米。科学家通过水文测量还发现，在裂谷中部附近的海水温度特别高，好像底下有座火炉在不断地烧，人们形象地称它为“热洞”。科学家认为，正是热洞中不断涌出的地幔物质加热了海水，生成了矿藏，推挤着洋底不断向两边扩张。

1974年，法美开始联合执行大洋中部水下研究计划。计划的第一个目标就是到类似红海海底的亚速尔群岛西南的124千米的大西洋中脊裂谷带去考察。

乘坐深潜器的科学家们沿着大洋中脊移向裂谷，在喷吐炽热岩浆的“热洞”旁，亲眼看到了裂谷正在缓慢张裂的情景。“热洞”周围的水温特别高，美国地质学家巴尔特把潜水器温度探测计放在“热洞附近的热水喷泉中，深潜器舱内指标仪上的指针超过了华氏650的最高刻度，温度计因超量程而熔化了。事后确认水温达华氏1000度左右。

由于“热洞”周围的海水高温造成别具一格的海底地貌。一般情况下，岩浆喷出之后，一遇到冰冷的海水就迅速凝结，形成鳞茎状的桃形玄武岩块，而“热洞”附近喷出的岩浆在过热的海水中涡动、盘旋，缓慢地冷却，形成了特殊的海底熔岩糊。

法国地质学家肖克罗内详细地考察了海底张裂的过程。他把海底扩张形象地比作以两端拉长的一块软糖，那个被越拉越薄的地方，成了中间低洼区，最后破裂，而岩浆就从那里喷出，并把海底向两边推开。海底就这样慢慢地扩张着。根据美国“双子星号”宇宙飞船测量，我们已经知道了红海的扩张速度是每年2厘米。

海洋科学家们的海底考察不仅解决了红海扩张之谜，而且在海底裂谷附近意外地发现了奇异的生物群落和喷吐着黑色矿物质“浓烟”的“烟囱”。

过去一向认为，地球上的生命是靠太阳光维持的。有了阳光，植物才能生长，有了植物，才能养活以植物为食的动物以至肉食动物。1977年2月，当科学家们乘坐“阿尔文”号深潜器在太平洋加拉帕戈斯群岛水下裂谷附近时，却竟然在通常不大有生物的深度发现了一个不依赖阳光的独特的生态系统。在海底的某些区域，水温出奇的高，那里聚集着巨贝，还有蠕虫、蟹和其他生物，形成了一个“绿洲”。可惜由于生物学家没有参加这次考察，研究工作没有深入下去。

1978年，法国、美国和墨西哥的科学家们又在加利福尼亚湾口北纬21度的东太平洋裂谷带一些休眠了的海底喷泉口找到了死巨蛤，这些巨蛤与1977年在加拉帕戈斯地区找到的大致相同。新的发现表明，水下生物群落的存在与海底的热喷泉有关，热喷泉一旦停喷，海底绿洲也就跟着消失。

1979年，科学家们重新回到了加拉帕戈斯群岛，在海底发现了一幅使人眼花缭乱的生物群落图景：热泉喷口周围长满红嘴虫，盲目的短颚蟹在附近爬动，海底栖息着大得异乎寻常的褐色蛤和贻贝，海葵像花一样开放。奇异的蒲公英似的管孔虫用丝把自己系留在喷泉附近。最引人注目的是那些丛立的白塑料似的管子，管子有2~3米长，从中伸出血红色的蠕虫。

科学家们对与众不同的蠕虫作了研究。这些蠕虫没有眼睛，没有肠子，也没有肛门。解剖发现，这些蠕虫是有性繁殖的，很可能是将卵和精子散在水中授精的。它们依靠30多万条触须来吸收水中的氧气和微小的食物颗粒。

科学家们对于喷泉口的生物氧化作用和生长速度特别感兴趣。放化试验表明，喷口附近的蛤每年长大4厘米，生长速度比能活百年的深海小蛤快500倍。这些蠕虫和蛤肉的颜色红得使人吃惊。它们的红颜色是由血红蛋白造成的，它们的血红蛋白对氧有高得非凡的亲和力，这可能是对深海缺氧条件的一种适应性。

生物学家们认为，造成深海绿洲这一奇迹的是海底裂谷的热泉。热泉使得附近的水温提高到12~17℃，在海底高压和温热下，喷泉中的硫酸盐便会变成硫化氢。这种恶臭的化合物能成为某些细菌新陈代谢的能源。细菌在喷泉口迅速繁殖，多达1立方厘米100万个。大量繁殖的细菌又成了较大生物如蠕虫甚至蛤得以维护生命的营养，喷泉口的悬浮食物要比食饵丰饶的水表还多4倍。这样，来自地球内部的能量维持了一个特殊的生物链。科学家称这一程度为“化学合成”。

科学家们在加拉帕戈斯水下裂谷附近2500米深处的海底一共发现了5个这样的绿洲。全世界海洋中的裂谷长达75000多千米，其中有许多热泉喷出口，那么总共会有多少绿洲呢？还会有更多的生物群落出现吗？这些问题不仅关系到人类对海洋的开发，还涉及到生命起源这一基础理论课题的研究。

海水中含有多种化学元素，在106种元素中，有80多种可在海水中找到。海底下还有丰富的矿藏。人们一般认为，海里的元素和矿藏，都是从陆上来的，是随着河水流入大海的。

然而，科学家们发现，海水中的元素含量是不平衡的，同陆地相比，锰的比例过高而镁不足。对海底的考察又发现，许多矿床元素在大洋中脊附近最多，往两侧则逐渐递减，这说明海里的元素不光来自陆地。

美国地质学家巴勒特在乘“阿尔文”号潜海调查时，在海底热泉附近发现一座座高3~7米的海底“烟囱”喷吐着黑色的“浓烟”。“浓烟”实际上是含有高浓度矿物质的高热溶液，“烟囱”本身也是喷出的矿物遇到海水后冷析而成的。这个发现揭开了海水成分之谜。科学家们提出这样一个设想：深海底部的热泉带出了来自地球深处的矿物质，但海水同样会沿着隙裂渗透到地球内部，估计每隔1000~2000万年，海水通过地壳内部循环一次。海底的热浪金属矿床，包括铜、锡、银、钴、锌、硫等，以及地球上许多最有价值的矿物沉积层都是由这些携带有金属的热泉水造成的，红海海底金属矿床的富集就是一个典型。在热泉喷口的水中直接取样也证明了在海洋地壳内部的环流期间，海水失去了一部分镁而增加了锰。

依进化论的观点看，人类最初是从海中的原生物进化来的。现在人类又要重新走向海洋，去认识海洋。海洋深处对于今天的人们基本上还是个未知的王国。到深海中去不比到月亮上去容易多少，为了深入这个未知王国，每次都需要做好几个月的准备，而在那里却只能逗留几个小时。初步考察的成功激起了人们更强烈的好奇心。人们不禁要问，大洋深处还有什么新的、更大的秘密在等待着我们去发现？