自从海底热液活动被首次发现以来,科学家就没有停止过对海底新的热液喷口的探寻。可是,海底热液活动区域一般只有篮球场大小,要在广袤的海底发现小小的热液喷口无异于大海捞针,难度非常大。科学家是用什么办法寻找到海底热液喷口的呢?
要寻找海底热液喷口,首先要知道目标区域内是否存在热液活动的迹象。我们知道,海底热液喷发区域往往“烟雾”缭绕。这些“烟雾”是由高温的热液流体与低温海水混合后形成的。有趣的是,这些徐徐上升的“烟雾”与周边的海水性质大相径庭。除了温度、浊度明显偏高外,还含有一些化学物质,如甲烷、氢气、铁、锰等的含量偏高。因此,这些“烟雾”是海底存在热液活动的极好指示。只要寻找到了这些“烟雾”,就可以知道调查区域内是否有热液活动,并能据此判断海底热液喷口的大致位置。
于是,科学家便想方设法去精确测定那些可以反映海底“烟雾”存在的各种指标。一种办法是,先用采水器采集不同层位的海水,然后在科考船上测定海水中化学物质的含量。更为便捷的方法是,将各种传感器(温度、浊度以及化学传感器等)集成在一种被称为“水下拖体”的装置上。在科考船的拖曳下,水下拖体可以完成对目标区域海水异常的大范围探测。一旦发现可以指示“烟雾”存在的温度、浊度以及各种化学异常,便可获知海底热液喷口分布的大致范围。
水下拖体在探寻海底热液喷口产生的“烟雾”
水下机器人正在被投放入水中
水下拖体
圈出海底热液活动分布的大致范围后,接下来是进一步确定海底热液喷口的精确位置,这时通常就需要水下机器人的帮助了。这些水下机器人常配备有各种传感器、水下摄像机和地形探测系统,可以实现百米级范围内的高分辨率探测。经过这些水下机器人在异常区的耐心搜寻,逐步筛选,就可以较容易地发现海底热液喷口了。当前,分布在全球海底的许多热液喷口就是通过这种办法寻找到的。(吴自军)
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