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2020年11月，我國製造的萬(wan) 米級深潛器“奮鬥者”號在馬裏亞(ya) 納海溝深度10909米的地方成功坐底，引起熱議，激發了不少人心中的自豪感。

但是，2021年10月，“奮鬥者”號在馬裏亞(ya) 納海溝正式投入常規科考應用的消息傳(chuan) 來，卻沒有獲得多少關(guan) 注。

無論是在深潛器還是在其它領域，許多人關(guan) 心的仿佛隻有那一個(ge) “最”字，最深、最高、最先進、最強大、最齊全……“最”字好像就是科技類信息的流量密碼。

然而，我們(men) 製造這些裝備，真正的目的並不是為(wei) 了刷新紀錄，去爭(zheng) 這一個(ge) “最”字。

那麽(me) 真正的目的是什麽(me) 呢？

往大的方麵說，我們(men) 人類對世界的認識就是一個(ge) 圈，而深潛器就好像是一根針，能夠幫我們(men) 在目前的認識圈上刺出一個(ge) 洞，讓我們(men) 窺探圈外的未知世界；

往小的方麵說，這些深潛器在地表最深處的工作，對我們(men) 了解地球生命起源，地球板塊演化、火山地震帶活動、地球深部成礦作用、深海礦產(chan) 等都有著舉(ju) 足輕重的作用。

探測深海生物和生命起源

在小學的科學課上，大家可能都學過關(guan) 於(yu) 地球生命起源的星空体育官网入口网站，其中最知名的就是米勒實驗了：

1953年，美國科學家米勒將水、甲烷、氨氣、氫氣與(yu) 一氧化碳密封在一個(ge) 燒瓶中，向其中通入水蒸氣，並不斷用電火花模擬閃電。一段時間後，這些無機物就形成了氨基酸、糖類、脂類等有機物。

這一實驗石破天驚，向我們(men) 揭示了生命可能起源於(yu) 無機物的化學反應的可能性。

米勒實驗示意圖

（圖片來源：維基百科）

因此，在此後的很多年裏，人們(men) 普遍相信生命可能起源於(yu) 原始的海洋表麵，因為(wei) 隻有那裏才能滿足這個(ge) 實驗的條件。

然而，無法回答的一個(ge) 問題是：那時候的地球上並沒有臭氧層，紫外線強烈，在海洋表層形成的有機物以及原始生命很容易就被紫外線破壞，失去活性。

但是很快，這個(ge) 問題就被一個(ge) 深潛器的發現解決(jue) 了。

1979年，美國的深潛器“阿爾文號”（Alvin）在東(dong) 太平洋加拉帕戈斯海底熱泉附近，發現了奇特的海底熱泉生物群落。

這些生物生活在黑暗的裂穀深處，完全無法通過光合作用形成有機物，隻能利用海底熱泉附近的化學物質進行化能合成作用，並形成了複雜而繁榮的生態係統。

海底熱泉附近的旺盛生物聚落

（圖片來源：美國國家海洋和大氣管理局）

由此，科學家們(men) 提出了一個(ge) 新的生命起源假說——深海熱泉起源說。

深海熱泉是由於(yu) 海水順著海底裂隙深入，遇到岩漿後攜帶著大量礦物質返回海麵，在海底噴出形成或白或黑的煙囪狀結構，這些被稱為(wei) “海底黑煙囪”或“白煙囪”。

這裏溫度穩定，無機物含量豐(feng) 富，不易被原始地球海洋表麵的強烈紫外線、頻繁的隕石和火山活動所打擾，是生命誕生的絕佳地點。

海底黑煙囪

（圖片來源：維基百科）

但是，在生命誕生過程中還有許多未解之謎。比如：起源的具體(ti) 過程如何？無機物是怎麽(me) 變成有機物的？有機物又是怎麽(me) 變成有機大分子？有機大分子又如何變成生命？剛剛誕生時候的生命形態如何？這些生命以什麽(me) 作為(wei) 生命能量的來源？它們(men) 又會(hui) 組成怎樣的生態係統？

在深海之中就存在著許多海底熱泉，深潛器研製成功後，能夠讓我們(men) 深入海溝附近的海底或者是大洋中脊的海底，近距離研究黑煙囪與(yu) 黑煙囪附近的現代生態係統，這對於(yu) 解決(jue) 地球生命起源中的這些未解之謎也可能會(hui) 有重大幫助。

海底熱泉分布圖，黑線即為(wei) 板塊邊界

（圖片來源：維基百科）

此外，經過近些年的研究，學者們(men) 認為(wei) ，在木星的木衛二上也可能存在著海底熱泉，在火星上也還可能曾經存在過海底熱泉。

如果真的是這樣，那麽(me) ，我們(men) 研究現代的海底熱泉，可能會(hui) 對未來研究這些地方是否有生命，生命形態如何等問題也會(hui) 有幫助。

木衛二的外層是冰層，冰層之下可能就是由液態水組成的海洋了，在海洋與(yu) 地幔接觸的地方很可能也存在如地球一般的深海熱泉。

（圖片來源：維基百科，作者有修改）

比如在最近的深海探測的研究成果中，就涉及到了生命起源方麵：

我國科學家利用自主研發的光譜探針，在深海熱液噴口氣泡中首次發現了自然環境下的原位超臨(lin) 界二氧化碳。這可能類似早期地球水汽界麵附近二氧化碳大氣層的主要狀態，它促進了氨基酸和其他有機物的合成、富集和保存。

這個(ge) 過程對生命起源至關(guan) 重要，彌補了熱液流體(ti) 中缺少合成氨基酸的關(guan) 鍵元素——氮的這個(ge) 環節，解決(jue) 了早期生命起源於(yu) 熱液假說最致命的問題之一。

探索地球演化

我們(men) 從(cong) 小就學過地球內(nei) 部的三個(ge) 圈層：地核、地幔、地殼，並了解過地球的板塊運動的原理。

簡單來講，就是地核處最熱，地幔物質在地核處的加熱下運動，帶動著地殼運動。運動的地殼相互碰撞或者相互分離，相互碰撞的地殼形成巨大的造山帶（這就是地球上山脈的來由）；相互分離的地殼形成洋中脊，在洋中脊附近地幔物質上湧，形成海底山脈係統（生命可能起源於(yu) 這附近）。

而海溝正好就是兩(liang) 個(ge) 板塊相互碰撞的地方。

板塊運動的原理就是地幔被地核加熱而產(chan) 生熱對流，帶動漂浮在其上的地殼運動。地殼分為(wei) 多個(ge) 破裂的板塊，板塊之間的擠壓就形成了海溝和山脈等起伏地貌

（圖片來源：美國地質勘探局官網）

以往，我們(men) 隻能通過地震波、聲呐等方法獲取到海溝的地形地貌特點，但是無法親(qin) 自前往考察。

現在，在載人深潛器正常工作之後，我們(men) 就能夠親(qin) 眼見到板塊之間到底是如何碰撞過渡的，也能夠有機會(hui) 采集到相關(guan) 的岩石樣本。

由於(yu) 陸地上也有許多板塊碰撞之後殘留下來的板塊邊界，比如秦嶺就是華南、華北兩(liang) 個(ge) 古老板塊邊界的碰撞帶。因此，研究海溝中正在俯衝(chong) 中的板塊邊界，無疑能幫助我們(men) 更好地研究地球曆史上曾經發生過的板塊運動，讓我們(men) 知道地球上的陸地是如何起源，又是如何形成的，也讓我們(men) 對中國大陸的起源和演化有更深入的了解。

另外，地球上絕大部分礦藏，其形成都與(yu) 岩漿活動有著密不可分的關(guan) 係。

在板塊俯衝(chong) 帶上會(hui) 發生強烈的岩漿活動，如果我們(men) 將地球上的火山地震帶與(yu) 板塊邊界放在一起，就會(hui) 發現它們(men) 幾乎完全重合（比如日本火山地震活躍，就是因為(wei) 它正好位於(yu) 俯衝(chong) 帶之上）。

所以，深潛器深入海溝處進行考察，一方麵能夠研究地球上的地震和火山活動，另一方麵能幫助我們(men) 了解俯衝(chong) 帶附近的成礦作用，對於(yu) 我們(men) 在陸地上已經消亡的俯衝(chong) 帶附近的找礦活動，以及在海底的找礦活動都有著重要的指導意義(yi) 。

1963-1998年地震震中分布圖，可以與(yu) 上麵的海底熱泉分布圖以及其中的板塊邊界進行對比

（圖片來源：美國國家航空航天局官網）

研究極端生態係統與(yu) 古環境

深海中水壓大、低溫無光，在以往一直被認為(wei) 是生命的禁區。深潛器多年來的科考結果卻讓我們(men) 發現，在這些極端環境下居然還存在著392種特有生命，它們(men) 棲息在比海平麵壓力高1100倍的環境中，構成了深海處的複雜生態係統。

但是，這些生命是如何適應這些極端環境的？是基因的特殊還是有什麽(me) 特別的手段？我們(men) 對於(yu) 海溝極端生態係統的研究，能不能發現新的生命類型？這些生命是否可能“吃”掉各種汙染物，在極端環境中大量存活為(wei) 我們(men) 提供蛋白質，又或者提供適應低溫和高壓的基因呢？種種問題等待解答。

所以，這種耐高壓、耐低溫的極端生命的研究，對於(yu) 我們(men) 人類將來步入太空，適應太空極端環境可能有一定的啟示，對於(yu) 我們(men) 未來在外星球中的生命探尋和定居點建立也可能起到幫助。

最後，海溝被稱為(wei) “海洋的終極垃圾桶”，來自大陸和海洋中的各種沉積物都堆積在此。這些沉積物中包含了大量的古氣候、古海洋等古環境的信息。

從(cong) 這些信息中，我們(men) 可以通過了解古海洋中鹽、溫、密度等等多種信息，從(cong) 而推斷出海洋海水的演化過程。此外，還可以了解到鄰近大陸上大氣環境、氣候變化、火山噴發、地震災害等等多方麵的信息。

這樣，當我們(men) 對深海海溝中的沉積物進行采樣分析後，就能得到在不同的曆史時期內(nei) ，地球氣候環境的變化狀況——這些星空体育官网入口网站在現代我們(men) 麵臨(lin) 氣候變化危機的時候，能作為(wei) 基礎數據，對未來的情況進行對比和預測。

所以，雖然在最近的新聞稿中，對“奮鬥者”號的報道雖然隻有一段簡潔的報道稱：“開展了利用測深側(ce) 掃設備進行目標搜尋及地形探測、采集深淵海底沉積物、岩石和生物樣本、搭載沉積物保壓取樣裝置海試等作業(ye) 任務”，但實際上字越少，事越大。

很可能，在不久的未來，我們(men) 將會(hui) 宣布在深海中的重要發現，那時候，還請大家一起為(wei) “奮鬥者”號、為(wei) 中國的深海科考歡呼！

參考文獻：

[1]LOWELL R P. Hydrothermal Systems on Europa[J]. Geophysical Research Letters, 2005, 32(5): L05202. DOI:10.1029/2005GL022375.

[2]李三忠,索豔慧,朱俊江,戴黎明,張瑞昕,劉欣穎,喬(qiao) 璐璐,劉吉文,張曉華.海溝係統研究的進展與(yu) 前沿[J/OL].中國科學:地球科學:1-19[2020-11-11].

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