黑烟囱白烟囱是海底和地球深部的关系吗

“黑烟囱”“白烟囱”是海底和地球深部相互作用形成的一种热液活动。

黑烟囱的形成与海底岩浆活动有关，当岩浆能量足够大时，在海底喷发形成火山，大洋中脊就是这样形成的。黑烟囱和白烟囱可同时存在于深海热液活动区，但白烟囱一般形成于热液衰退阶段。

除颜色和化学成分上的差异外，白烟囱与黑烟囱还存在另外一个显著的差别——二者的形成温度不同。越靠近热液源区，温度越高，越易形成黑烟囱。

离热液源区越远，温度变得相对越低，则越易形成白烟囱。在海洋中，底层海水的温度一般为2℃左右，而热液口的温度范围可在几十到近500℃之间。它们是地球存在板块构造活动的重要证据。

原理：

当岩浆的能量不足以冲破洋壳时，可将海水加热形成热水喷流，这些喷出物富含金属元素，且逐渐在喷出口形成金属硫化物（如黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿等）沉积，而硫化物矿物的颜色整体偏深，导致海底热液口沉积多呈黑色。

很多科学读物中常将热液喷口沉积与海底黑烟囱混为一谈，实际上黑烟囱只是热液喷口沉积的形式之一。如前文所述，当热液口沉积的物质为金属硫化物时形成黑烟囱，但如果热液沉积的化学成分发生变化，可形成另外一种形式的沉积——白烟囱。

如前所述，沿冲绳海槽扩张脊轴发育的活动热水区有8处之多，但主要热水活动集中在伊是名、伊平屋和南奄西等地，下面将在综合分析研究日本学者近十余年来观察研究成果的基础上，重点介绍上述3处热水活动区的主要特征。

（一）伊是名JADE区热水活动

1热水区概况

伊是名活动热水区是日本学者率先提出、并经德日科学家于1988年联合深海调查发现的。这个热水区被命名为JADE活动热水区，其初步成果随即在Nature上发表（Halbach et al,1989）。这个令地学界为之振奋的重大发现，掀起了人们研究现代弧盆系统热水活动的新热潮，并为研究古代VMS矿床注入了新的活力。随后，日本学者又对该区进行了多达20个航次的潜航调查，大大地深化了对该区热水活动与成矿作用的认识。

JADE活动热水区发育在一个类似破火山口的构造凹地，即伊是名海洼内。伊是名海洼位于火山弧链西南侧，处于Aguni地堑盆地的东缘（图3-2）。Halbach等（1993）认为，该洼地并非破火山口，其形成与伴随地堑盆地的走滑作用有关，其成因类似于走滑拉分盆地（图3-2）。

热流测量表明，该洼地具有高热流异常，热流值变化于100～800mW/m2之间（Halbach et al,1989），从正北向北东方向，热流值有明显增大的趋势，进入JADE活动热水区，在热水喷口附近达到最高，热流值为10100mW/m2（Halbach et al,1993），地热梯度最高达80mW/m2，远离热水区，地热梯度迅速衰减为2～33mW/m2。这些资料表明，热水区的海底深部可能存在浅位岩浆房。在1987～1989年连续三年观测中，热流值逐年增高。1987年的地温梯度为56mW/m2（加藤幸宏等，1989），1988年的平均热流值为300～400mW/m2（木村政昭等，1989），而1989年测得的热流量为70mW/m2，地热梯度值高达80mW/m2（酒井均等，1990）。这些测量结果表明，JADE活动热水区的海底热水系统正处于热强度不断加大过程之中。海底水体测量表明，在1400～1420m处水柱中，甲烷浓度介于5400～6200nL/L，在喷口之上1480～1600m范围内，水柱的甲烷浓度高达8800nL/L，证实海底正在发生着热水喷射，并在海水中形成喷流气缕。

JADE活动热水区呈NE向延展，长约1800m，宽约600余米（图3-3）。热水活动区规模可与古代VMS矿床及矿化蚀变带规模相当（Franklin et al,1981;Lydon et al,1984）。在热水活动区内，其底部被厘米级大小的岩石碎屑覆盖，这些岩石碎屑或多或少地含有纯的硫化物和/或重晶石。它们通常被胶结成一个厚约1～4cm的灰绿色沉积层，在海底构成一个固结或半固结壳层。

2热水活动与硫化物沉积

海底调查和潜航观察表明，在JADE区，热水活动带宽200m，长1000m，以伊是名海洼东坡坡底为中心，呈NE向展布。区内热水活动和硫化物沉积至少可分为3个集中区，即SITE 1、SITE 2和SITE 3，其中，SITE 1和SITE 2为活动的烟囱群和硫化物丘，SITE 3为死亡或窒息的烟囱群。SITE 2在1989年开始窒息并逐渐死亡，而在SITE 1和SITE 2之间区域内又有黑烟囱新生，并开始喷射温度高达320℃的黑烟囱流体。

图3-3　伊是名洼地的三维空间等压图（Halbach et al,1993）

该图显示JADE活动热水区位于伊是名洼地的东北坡，热水喷口呈NE向串珠状排布热水区的东南边界被断层控制

SITE 1

发育在水深为1335～1345m的洼地内。热水活动及其产物是硫化物堆积丘和各类活动的烟囱。硫化物堆积丘主要由20～50cm厚的块状硫化物堆积而成。西侧小丘的矿石形成一个沿NE60°延伸的矿石堆，由碎屑状、块状、角砾状黑色矿石构成。东侧小丘与之类似，也向北延伸，但规模较小（中村光一等，1989）。烟囱群主要分布在这两个小丘之间水深为1343m的平坦区域内。西侧小丘附近的烟囱似灯塔状，低者30cm，最高者15m左右，热水流体喷射活动已趋减弱，仅有几处见微弱热水喷溢，热水温度达67℃，烟囱附近见少量热水生物活动。东侧小丘附近发育了3个白烟囱，其中一个已经窒息，其余的热水活动明显减弱。在东西小丘之间的区域，布满了高度从10cm到25m的大小不等的活动的和窒息的烟囱，高耸林立，稀疏分布，直立生长在硫化物堆积丘或碎屑物质构成的结壳上（图3-4；木村政昭等，1989）。这些烟囱正在排泄着白色的和灰色的热水流体，温度超过130℃（木村政昭等，1989）。构成烟囱和小丘的硫化物和硫酸盐主要包括方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、黄铁矿以及重晶石和少量硬石膏（表3-2），矿物组合与日本黑矿十分类似。

SITE 2

该区位于SITE 1的南侧，水深1410～1420m处。该处存在着一系列SN向裂隙，沿裂隙发育一条宽5～7m、长约10m、高达3m的热水沉积丘，其上生长着众多高数厘米到数米的烟囱，其周围有“花斑”物质和白色热水蚀变物质大量分布。这些裂隙可能是海底下部热水系统向上排泄喷溢的通道。热水沉积丘主要由金属硫化物（方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、黄铁矿等）构成。绝大多数烟囱已经窒息，少数烟囱尚有热水微弱排泄喷溢，水温为28℃左右。这些烟囱多以非晶硅为外墙，其内充填大量粉末状和多孔状硫化物，横切面显示明显的同心环状分带（图3-5）。白色“花斑”直径10～50cm不等，主要由非晶硅和不等量的自然硫和重晶石构成，代表了低温热水流体的排泄口和沉淀物。**“花斑”形态极不规则，主要由**的自然硫和不等量的氧化硅-重晶石集合体构成，系典型的海底喷流沉积产物。此外，在热水区还发现一些直径为03～06m的“菜花状”构造，这些“菜花花头”是一些细粒的、多孔的和松散的混合物，花头主要由重晶石和非晶硅构成，向下渐变为多孔的硫化物集合体，主要由低铁闪锌矿、黝铜矿和砷黝铜矿组成。类似的以重晶石为主的菜花构造也在一些古代VMS矿床（如呷村矿床）中发现。白色热水蚀变物质主要是强烈蚀变的长英质岩石和蚀变矿物绢云母或互层的云母/蒙脱石。

图3-4　冲绳海槽JADE区SITE 1的硫化物堆积丘与各类烟囱（木村政昭等，1989）

潜航364航次海底观察结果

表3-2　冲绳海槽JADE区SITE 1的各类样品的矿物组成

据Kimura et al,1989

图3-5　冲绳海槽JADE热水区SITE 2的硅质烟囱

该烟囱取自高约60cm、外径7～8cm烟囱的上部15cm段

在SITE 1和SITE 2之间，还发育了一些黑烟囱，并有黑色高温流体喷射（图3-6）。丸茂等人在D411～412潜航中发现，正在喷射的黑色热水流体，温度高达320℃，流速为1m/s，热水流体中含大量金属硫化物（闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等）微粒。黑烟囱流体喷射入海后形成上浮的流体柱或气缕，硫化物主体大量散失，少量沉积。随着喷射热柱与喷口距离增大，热水流体与冷海水大量混合，流体温度迅速衰减，在喷口上方2～4m处，流体最高温度为3185℃，喷口上方9m和19m处，流体最高温度分别为1452℃和1253℃。

SITE 3

SITE3位于SITE 1以西，水深为1385m的区内，这里发育大量的已经窒息或死亡的孤立烟囱。它们高不过1m，直径3～10cm不等。这些烟囱因重力不稳定而发生破碎和倒塌（中村光一等，1989）。倒塌的烟囱碎片在海底大量散布，形成烟囱碎屑堆积层或堆积丘。

特别值得指出的是，在NE向展布的JADE活动热水区两端，发现了一些主要由CO2组成的水合物管道，直径2～5cm，在海底之上出露高度约5～10cm。在若干水合物管道分布区，富CO2流体（气泡）通过水合物管道排泄涌出，这种流体以CO2为主（CO2占84%），含少量的H2S和CH4+H2（Sakai et al,1990）。在CO2流体喷口附近，堆积了大量碳酸盐物质，形成大小不等的碳酸盐丘或碳酸盐透镜体。

（二）伊平屋活动热水区

伊平屋海洼活动热水区的发现主要是基于1984年的异常高热流（1600mW/m2）测量结果和洋壳玄武岩的获取（Kimura et al,1986）。1986年开始实施的潜航观测以及在夏岛84-1海丘顶部发现的低温热泉和热水烟囱（Kimura et al,1988），掀开了该热水区研究的新篇章。

图3-6　冲绳海槽JADE热水区活动的和窒息的黑烟囱

可能是由于伊平屋海洼火山岩组合和断裂-地貌形态差异（图3-7），发育了两个不同的活动热水和热水沉积物区。其一是蛤区热水区，其海底火山岩为玄武岩系，发育碳酸盐烟囱和碳酸盐堆积丘；其二是夏岛84-1海丘热水沉积区，主要发育铁锰氧化物和氢氧化物，其下伏火山岩以长英质为主体。

1伊平屋海洼蛤区热水活动

伊平屋海洼蛤区热水活动集中出现于“海洋凹地88”内部，水深1400m。洼地发育一套玄武岩系，其上部为多孔状的玄武岩熔渣，中部为角砾状和块状熔岩，下部为块状玄武岩。玄武岩系顶部被细粒砂泥质沉积物覆盖。洼地海底裂隙发育，热水生物群集，因出现大量蛤类（giant clam），故命名为蛤区。

蛤区的热水活动主要有3种方式，分别形成了标示性的热水淀积物，即各类烟囱、碳酸盐堆积丘和白色网状物和粘土层（图3-8）。

（1）流体喷射——各类烟囱：在蛤区连续3年的实地观测表明，该区的热水活动长期稳定，但热强度略有衰减。从碳酸盐烟囱喷射出来的流体，1988年实测最高温度为220℃，1989年为216℃，1990年为214℃（蒲生俊敬等，1991）。虽然没有直接测定这些排泄流体的化学成分，但根据热水淀积物主要为碳酸盐类，含少量硅质沉积，判断热水流体应极度富CO2，或者是一种含大量的钙、镁、硅的CO2流体。

在蛤区，众多烟囱是中温（220～214℃）热水流体点式喷射的主要通道。这些烟囱和众多喷口的空间分布表明（图3-8），热水流体是从海底之下呈弥散状向海底水体中排泄的。温度较高的热水流体因热能较大，排泄能力强，流速高，烟囱生长速度快（10cm/天），通常形成直径达5～10cm、高度达50～60cm的灯塔状烟囱。这些烟囱生长到60cm高度后便发生坍塌，在海底形成烟囱碎屑堆积丘。随着热水流体系统温度的衰减，喷射能力减弱，形成较小的烟囱，最高温度为94℃的流体从烟囱顶部小喷孔中缓慢涌出。

图3-7　冲绳海槽主要热水活动点的三维空间地貌形态（引自翟世奎等，2001）

图3-8　伊平屋海洼蛤区热水活动平面分布示意图（蒲生俊敬等，1991）

（2）流体喷溢——碳酸盐堆积：由于蛤区流体温度总体较低，喷射能力较弱，因此流体在海底多呈喷溢形式活动，十分类似玄武岩浆的溢流活动。这种低温流体活动主要有两种方式：中心式和裂隙式。中心式喷溢在海底形成规模较大的喷溢锥，状似古代的“砖塔”，整个“砖塔”被波动的热水所包围，波动的热水主要由下部涌出的热水上升而成。由中央喷溢通道向外部，热水沉积物呈屋檐状突出，并层层相叠，向上累积而成。从塔顶沿斜坡而下，散布着大量深海腰折虾碎片。远离“砖塔”，形成多层叠复的热水沉积层。裂隙式喷溢主要表现为热水流体沿海底裂隙系统线性喷溢，形成皮壳状白色碳酸盐沉积物和铁锰氧化物。

2夏岛84-1海丘热水活动

夏岛84-1海丘热水活动位于冲绳海槽中部伊平屋海洼的若潮小海盆南侧。海底出露的火山岩为长英质英安岩而非镁铁质玄武岩，K-Ar年龄为（022±008）Ma。其上被钙泥质沉积物覆盖，并有浮岩散布。区内热流值高达1600mW/m2，热流梯度呈非线性分布。

海底潜航调查发现，在海底小火山局限凹地内有热水活动形成的堆积体，附近有低温热水喷溢活动，水温比周围水温高6～7℃，并栖息着巨肢海绵、虾、海星及其他底栖生物（木村政昭等，1987）。

热水堆积体内20～50cm范围内，温度为20～50℃，温度梯度达16℃/m。堆积体表面为许多瘤状突起，彼此相连，形成堆积体的“脊”，在脊处有类似蜡烛熔融态的物质，充填着黄绿色多孔状物质。围绕黄绿色物质的是大量的黄褐色物质，再远离喷溢口，变为黑褐色物质，附着于黄褐色物质表面，或分布于黄褐色物质的外围。热水沉积物中矿物主要为Fe-Mn氧化物及硅酸盐矿物，其中Fe-Mn氧化物主要为赤铁矿、褐铁矿、钠水锰矿、钡镁锰矿等，硅酸盐矿物为铁蒙脱石、绿泥石等矿物。

3南奄西海丘区热水活动

南奄西海丘海底热水活动区位于奄美大岛西约140km的南奄西海丘西坡，该处有A、B、C3个凹地。A凹地、B凹地、C凹地最大水深分别为780m、770m和720m。底层为粗砂或软泥沉积物，其表面有英安质浮岩散布，岩石主要为英安岩、石英粗面岩。

海底调查发现，C凹地是最活跃的热水活动区。该凹地直径约1300m，由西北部和东南部两个凹地相连而成，西北部的凹地最大水深约710m，东南部凹地的最大水深约720m，中间由水深约670m的平坦地带相隔。桥本淳和藤仓克则于1991年潜航调查发现，该凹地内发育南北两处热水烟囱群（图3-9），南部3个较大的烟囱被命名为“火炬”、“箭头”和“温泉”烟囱，北部烟囱被命名为“龙王”烟囱。

图3-9　南奄西海丘潜航622次观察的海底热水活动及其热水沉积物（中岛和夫等，1993）

1991年实测烟囱流体温度为270℃（根建心具等，1992），1992年实测温度为278℃，接近当地海水沸点285℃（中岛和夫等，1993）。在水深700m处，采集的269℃烟囱流体，pH值为5左右，CO2含量为630×10-6;258℃的热水流体，Zn、Mn、Cu含量比正常海水高2～3个数量级，Fe、Al高2个数量级。在JADE热水区发育的富CO2流体（气泡）也在此凹地观测到。

温度长期保持在270～280℃的热水流体活动，不仅在海底形成了众多的各类烟囱，而且在海底堆积了不同类型的热水沉积物。这些热水沉积物主要包括：硅质热水沉积物、硫酸盐热水沉积物和碎屑状富硫化物热水沉积物（高爱国和何丽娟，1995）。

硅质热水沉积物：以富硅质为特征，SiO2湿重达83%。主要矿物由石英和少量的闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、黄铁矿和重晶石构成（表3-3）。

表3-3　南奄西海丘海底热水沉积物的矿物组成

硫酸盐热水沉积物：以富硫酸盐矿物为特征，主要矿物为硬石膏和石膏，次要矿物为闪锌矿、黄铜矿、方铅矿微粒晶体，覆盖在硬石膏和石膏表面或充填于孔隙中。

碎屑状富硫化物热水沉积物：矿物组合复杂，碎屑平均粒径为05mm。碎屑大致分为3类，即硫化物碎屑、火山碎屑物和热水蚀变粘土矿物集合体碎屑。基质部分矿物成分复杂，有辉锑矿、黄铁矿、雄黄、重晶石、纤硫锑铅矿、方铅矿、闪锌矿等矿物。

综上所述，可以看出冲绳海槽裂谷地堑盆地的现代热水活动与热水沉积具有如下特点：

（1）热水流体性质及其沉积产物类型与海底火山岩系的性质与类型有一定对应关系。在以长英质为主的英安流纹岩区，热水流体以NaCl-H2O流体为主，流体系统富集CO2和CH4等气体，Pb、Zn、Cu、Ag等含量较高，热水沉积物以贱金属硫化物为主，石膏-重晶石-氧化硅沉积物次之。而在以镁铁质为主的玄武岩区，热水流体以富含Ca和Mg的热水为主，流体系统应极度富集CO2等，热水沉积物以碳酸盐堆积物为主，硅质沉积次之。

（2）在不同的热水活动区，由于区内热流值不同，被岩浆房加热的流体的温度也明显不同，从而其卸载产物也有显著区别。在具有异常高热流值的JADE热水区，其排泄的流体温度高达320℃，产生“黑矿”型硫化物矿床；在热流值次之的南奄西凹地热水区，其热水流体温度维持在270～280℃，沉淀“黑矿”型金属硫化物和大量硅质-硫酸盐沉积物。而在热流值较低的伊平屋热水活动区，其热水流体温度介于40～220℃之间，主要沉淀低温铁锰氧化物和氢氧化物。

（3）在一个单一的热水区内，常常发育两类烟囱，即黑烟囱和白烟囱。黑烟囱喷射黑色高温流体，白烟囱排泄低温清澈流体。黑烟囱喷射的流体温度高达320℃，流体中含大量悬浮的硫化物颗粒，黑烟囱流体喷射入海后形成上浮的流体柱或气缕，硫化物主体大量散失，少量沉积。白烟囱流体的最高温度不足220℃，喷射强度较小，流体清澈透明，沉淀堆积低温的非晶硅、硬石膏和重晶石集合体。黑烟囱和白烟囱在空间上相伴发育，时间上常常同时或相继活动。表明海底结壳层之下可能储聚了大量流体，在向海底排泄之前，不断发生对流循环和硫化物沉淀。

（4）热水区的流体活动方式主要有3种。高温流体喷射多呈中心式，这些喷射中心在一个热水区可以是一个主喷射中心，也可以是多个喷射中心，可以是同时的，也可以是不同时的，可以直接从海底火山碎屑岩中向海水中喷射，也可以从硫化物堆积丘上向海底排泄。这些中心式喷射和排泄活动常常形成不同类型的烟囱。中低温流体多呈线性或/和面性喷溢。线性喷溢多受海底裂隙系统控制，形成带状分布的热水堆积体和发育其上的小烟囱；面性喷溢从一个或多个喷溢中心向四周溢流，喷溢中心多形成“砖塔”状烟囱，四周形成“屋檐”状和似层状热水沉积层。

（5）活动热水区的烟囱生长与坍塌是一个快速发生的、周而复始的连续过程。由于这个过程常常在海底形成烟囱碎屑堆或结壳层，之下常封存大量流体并导致硫化物大量堆积，因此，是形成热水硫化物沉积的有效机制。

521 极端条件下会有生命吗

传统的观点认为生命是娇嫩的,它们经受不住“烈火的冶炼”,所以它们应该在风和日丽的条件下生存,应该在阳光明媚、常温、常压、有氧和无毒的条件下诞生繁衍。但是,20世纪70年代的发现,完全颠覆了这个传统的观点。这个颠覆要从1977年10月轰动全世界的阿尔文(Alvin)号深海考察说起。

1977年10月,以美国Bischoff博士为首,由美国、法国、墨西哥等国的地质学家和生物学家组成的科学考察组,乘坐世界上第一个最先进的深潜器阿尔文号,潜入东太平洋大洋中脊的加拉帕戈斯(Galapagos)大洋裂谷水下2500~2700米深处进行考察,意外地发现了神奇的黑烟囱生物群——一种在1977年10月前,全世界的科学家都从未见过的、生活在极端环境下的生物群。这个发现震惊了全球所有的人群,它使生命起源的学说发生了180°的改变,这个改变是地质学和生物学碰撞的结果。

世界上第一个最先进的深潜器——美国的阿尔文号

5211 大洋裂谷考察序幕

大洋裂谷——地幔物质上涌的地方,过去只存在理论书中。它是什么样子,谁也没有见过,它是全球地质学家梦幻般的“圣地”,谁都想去“朝拜”。能否前去看看,这是地质学家们百年来的梦想。其实,更想去看看的是生物学家,他们对大洋深处万米深渊中有没有生物已经争论了好几百年,也没定论,都想揭开谜底。生物学家认为,生命起源的谜底能否揭开,就看深海这个“黑匣子”能否打开了。可是,在大洋深处的万米深渊压力太大,有大约1100个大气压,任何潜水衣都会被压得粉碎。

时间进入了1952年,比利时布鲁塞尔自由大学教授皮卡德父子建造了当时世界上最先进的深潜器——得里雅斯特号深潜器,深海考察才露出了曙光。比利时人揭开了大洋裂谷考察序幕,开拓了一段惊心动魄、扣人心弦的大洋深渊考察历史。

1952年比利时得里雅斯特号深潜器刚一露头,就被敏锐的美国海军意识到了利用价值。他们于1958年用最高的价格,对得里雅斯特号深潜器和皮卡德父子进行了战略收买,并于当年建成了新型的得里雅斯特号深潜器。这个新的深潜器,排水量达15吨,能下潜5500米,1959年增潜到7315米。1960年1月,美国海军实施马里亚纳海沟的“挑战者深潜”计划——“浮游生物计划”。1960年1月23日上午8点15分,比利时的小皮卡德和美国海军上尉唐·沃尔什关上了9吨重的舱门,乘坐直径2米、壁厚127毫米、能承受1500个大气压的深潜器向马里亚纳海沟进发,12点6分到达马里亚纳海沟底部。这里水深11023米,压力1100个大气压,水温333摄氏度(比6000米处高一点),漆黑,流速为零。但是他们在这里发现了一条长30厘米、美丽绝伦的大红虾和一条长30厘米、宽15厘米的扁平状鱼。当时,小皮卡德博士和唐·沃尔什上尉的眼睛都要瞪出来了。消息披露后,许多生物学家都迫不及待地想到大洋深渊去看看。

1960~1977年,美国人将得里雅斯特深潜器发展成极为先进的阿尔文号深潜器。1977年10月,阿尔文号深潜至东太平洋大洋中脊的加拉帕戈斯大洋裂谷,发现了人们做梦也没见过的黑烟囱生物群。全面而又深入的大洋裂谷考察,开始了。

5212 黑烟囱生物群

工厂的黑烟囱我们都见过。可是,你会相信万米深渊的大洋裂谷里会有黑烟囱吗

(1)深海黑烟囱。1977年10月,当阿尔文号潜至加拉帕戈斯大洋裂谷时,考察人员都使劲地晃了晃脑袋,又使劲地眨了眨眼睛,想确定一下眼前所见的景象是幻影,还是现实。那里浓烟滚滚,烟囱林立。难道它们是建在大洋底下的“绝密军工厂”吗——这就是,在此之前没有任何一个人能想象出来的、令人难以置信的、大洋裂谷里的黑烟囱。

大洋底黑烟囱

(2)黑烟囱如何形成。大洋底部的海水,通过洋底裂缝渗入地球深部,被加热并溶解其周围的物质,形成了含有丰富硫化氢、二氧化碳、甲烷等气体,金属硫化物和金、银、铂等“浓汤”的热液。然后,它们再从大洋裂谷中喷出。当这些高温的“浓汤”从洋底裂缝喷出遇上寒冷的海水时,便形成了浓浓的黑烟。黑烟中的金属硫化物和金、银、铂等溶液,因温度降低而凝结并堆积在喷气口周围,生成了黑烟囱的囱管,囱管越长越高,就形成了耸立在大洋深渊中浓烟滚滚的黑烟囱群。黑烟囱高约几米至几十米,一般2~5米;直径约几十厘米至几米,一般2~3米;寿命一般为20~30年。

深海黑烟囱

黑烟囱形成示意图

5213 黑烟囱生物群中的明星——火把虫

当乘坐阿尔文号的科学家们靠近黑烟囱时,更加奇特的情景出现了:只见黑烟囱旁边插满了“火把”。待到贴近一看,原来是一种长得很像火把的生物,一种人们从未见过的生物,人们就亲切地称它们为火把虫。后来经过生物学家详细的室内研究,被命名为裂谷厚绒毛虫(Riftia pachypilat),属于环节动物门多毛纲的一种管状蠕虫。火把虫虽属蠕虫类,但却与所有的家族成员都不相同。它是个“丑小鸭”,是个异类,特别地怪——没有嘴,没有肠道,也没有肛门。火把虫的体长一般为15米(最长3米),管径一般37毫米左右。它分头部、颈部和栖管3部分。头部露在栖管外面,呈红色,其羽状物具呼吸功能;颈部像个围脖,把火把虫固定在栖管上;栖管为几丁质,白色,其“根”部固定在黑烟囱上。火把虫的生物量可高达176个/米2。

火把虫

5214 黑烟囱的环境——火把虫的生存环境

如花般的火把虫,在黑烟囱边上长得如此茂密,如花丛一般,难道那里是海底“天堂”让我们来仔细研究一下黑烟囱的环境。

热液刚从黑烟囱冒出来时的温度高达350~400摄氏度,管口水溶液的pH值为3~4(有时可达28,甚至1);热液中含有高浓度的有毒气体(195毫摩尔/升),如硫化氢、二氧化碳、甲烷等气体;含高毒性的金属硫化物溶液,如硫化铜、硫化铅、硫化锌、硫化铁、硫化钴、硫化镍等;同时还含有金属溶液如金、银、铂等溶液。水层中的压力高达250~270个大气压,含氧量接近于零,光照为零。所以,黑烟囱的环境对生命来说,是一种不可想象的高温、高压、高酸性、高毒性、高度缺氧和高度缺光的极端环境。传统的观点认为,在这种环境里是绝对不可能有生物的。那么,火把虫是何方“神圣”能在如此极端的环境下生存呢

5215 火把虫奇特的生命形式

火把虫栖管中的温度可达80摄氏度以上。栖管内部是它的躯干,躯干里是Trophosome(营养体的器官和一套闭循环系统)。Trophosome内共生有几十亿个细菌,每毫升可达百万个,细菌的质量可占其体重的60%。它们是嗜热、嗜硫化氢的化学自养细菌(Chemosynthesis),栖管内的温度正好是它的最佳生长和繁殖温度。化学自养细菌利用黑烟囱的热能和氧气将H2S氧化,从而释放出化学能,然后利用这些化学能,将CO2和H2转化成有机碳,直接供给火把虫当营养物质,其化学式如下:H2S+CO2+O2+H2O→CH2O(有机碳)+S。但是,这里仍然还有许多问题使我们困惑。

问题一:居住在Trophosome内几十亿个细菌所需的H2S、O2、CO2是如何进入Trophosome内的呢原来,火把虫有一个由脉管结构及一个类似心脏结构组成的闭循环系统,其内流动着含有血红素的体腔液,它可以吸收和携带H2S、O2、CO2,这些气体被头部摆动的羽状物源源不断地随水流进入羽状物,并被羽状物中的毛细血管床吸收,进入体腔液(“血液”),然后输送到营养体,供居住在Trophosome内几十亿个细菌“食用”。

问题二:进入火把虫体内的H2S不会毒死火把虫吗不会。因为火把虫有一套独特的解毒机制。当含有H2S的“血液”流经可能被H2S伤害的组织时,“血液”的水分子会迅速和紧紧地将血红素圈闭起来,使H2S与组织细胞不能“亲密接触”而免受其害。

问题三:在制造有机碳过程中所产生的游离S也不会伤害火把虫吗也不会。因为火把虫体内有一种能与游离S结合的特殊蛋白质,体壁内还有一种特殊的酶系统,可以氧化细胞内的游离S。所以,它对游离S具有解毒作用。

问题四:黑烟囱的寿命很短,“皮之不存、毛将焉附”火把虫如何传宗接代火把虫生殖传播方式是向水中释放大量的精子和卵子,受精卵发育成担轮幼虫后随洋流漂散,遇到新生的黑烟囱后就会定居下来。火把虫具有选择特征:生长快、性成熟也快,在新的黑烟囱“安顿”好后,很快又繁衍起来。这就是火把虫在如此极端环境下的生命形式。

522 极端生命形式

5221 奇特的极端生命形式

在黑烟囱的极度的六高(高温、高压、高酸性、高毒性、高度缺氧和高度缺光)环境因素里,后面的五高(高压、高酸性、高毒性、高度缺氧和高度缺光)对许多黑烟囱生物来说相差不大。这里最引人注目的是它们所生活的温度差别,它们一个比一个极端。

火把虫细菌(吃硫化氢的化学自养细菌)80摄氏度左右的温度是其最佳的生长和繁殖温度,而Pyrococcus horikoshii为98摄氏度;Aeropyrum pernix为100摄氏度,在100摄氏度左右的还有Methanopyrsu kandleri与Pyrococcus abyssi。而发现在大西洋中脊北纬26°、西经45°且水深3650米的Pyrolobus fumarii,其生存的最适温度高达106摄氏度,其存活温度竟高至113摄氏度,更令人惊奇的是低于90摄氏度它却活不了。113摄氏度太极端了吧!不,还有更极端的呢!

Methanopyrus kandleri

2003年8月,美国科学家在太平洋中脊的黑烟囱,水深2400多米处发现了一种细菌,其最佳的生存温度竟高达121摄氏度,这个温度高得令人难以相信,最后被命名为121菌株。为什么细菌能在这么极端的环境下生存它们具有“特异功能”吗

5222 极端生命的耐热机制

(1)因为它们具有特别的细胞膜结构。它们的细胞膜会随着温度升高,其双层类脂就会进行结构重排,如进行共价交联,形成植烷甘油二醚和双植烷甘油四醚,使细胞膜成为两面都是亲水基的单层脂,使双层膜在高温下不会变性分开,保持了完整的疏水内层结构。

(2)因为它们具有特别的细胞膜成分。低熔点的不饱和脂肪酸含量很低,而高熔点的长链饱和脂肪酸和分支链脂肪酸及甘油醚化合物含量很高,其糖脂含量也高,这就使得细胞膜形成更多的疏水键,这些疏水键如同细胞膜表面的“隔火墙”,使得高温水不能和细胞膜进行“亲密接触”,使细胞膜在高温条件下不会被破坏,仍然保持活性。

(3)因为它们具有高热稳定性型的蛋白质。其氨基酸形成更多的肽键,具有紧密折叠的疏水核心,含有保守型的氨基酸,使其氨基酸更加稳定;含有磷酸二基醇酯、磷酸二甘油酯、甘露糖基甘油酸等成分,使其蛋白质更加稳定,以对抗被高温降解并保持活性。

(4)因为它们具有多元的蛋白质表达形式。低于最适生长温度为一种带型;最适生长温度和高于最适生长温度则为另一种带型,这对其能耐高温起到非常大的作用。

(5)因为它们具有多样性的蛋白质。具有与能量代谢相关的蛋白质、与甲基化相关的蛋白质、与染色体稳定性相关的蛋白质、热稳定蛋白、重组蛋白、热击蛋白等。这些对其能耐高温起着决定性的作用。

(6)因为它们含有嗜热酶。其嗜热酶的最佳生长和繁殖温度为60~120摄氏度(有的在高达140摄氏度时乃能存活1小时)。嗜热酶的离子结合点位的金属离子可能起到二硫键似的桥链作用,增加了嗜热酶的耐高温性能。如有一种含钨离子的酶对其能耐高温起非常大的作用。

(7)因为它们具有耐高温的DNA。它们DNA的结构类型为A型的DNA-RNA杂合分子。A型的DNA其相邻的碱基重叠偏差大,利于较多氢键连接,使它的DNA更加稳定。其DNA排序的超螺旋结构,也使它的DNA更为稳定。

(8)因为它们具有很强的DNA修复机制。如它们具有“基因上下文分析机制”,含有“多拷贝的染色体机制”,能迅速发现被损伤的DNA并立即对其修复。它还具有光复活修复、暗修复、RecA-RAD51修复、尿嘧啶N糖基化酶修复、06-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶修复等。

人类的DNA图谱

双螺旋结构DNA示意图

上述极端生命的耐热机制,使它们具有神奇的耐高温能力,对探索生命起源的形式,开拓了全新的思路。

5223 极端生命形式的发现意义

这些极端生命形式的发现意味着什么

传统的观点认为,万物生长靠太阳,也就是说太阳能是一切生物能的源头,即低级生物通过光合作用,把太阳能(无机能)变成生物能(有机能),然后通过食物链传递给高等生物。所以,太阳能是一切生物能的源头。因此,最初的生命形式也只能是最低等的植物,如最原始的藻类。这一传统的理论,道之有理、说之有据,家喻户晓、人人相信,是很多年以来固若金汤的理论。但是,黑烟囱生物群和极端生命形式的发现,对这个理论提出了挑战。我们这个世界上有些生物就是不靠太阳能,它们靠“吃”别的能量,如吃硫化氢的化学自养细菌来生存。它们在黑烟囱生物群里,是食物链最初始的环节——源头节。

所以,深海黑烟囱极端环境生物群的发现具有巨大的理论意义。它突破了万物生长靠太阳的“金科玉律”;了解了生物生长、发育、繁殖的环境条件(物理条件和化学条件)的极限值;突破了对生命起源进行思维的“框架”;实现了对生命起源研究的新飞跃。把生命出现的理论时间向前推移到46亿年前,也就是地球诞生之初的年龄,比现今地球上发现的最早的生命记录早了14亿年。

出品："格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）

以下内容为中国科学院海洋研究所张鑫演讲实录：

深海有什么呢？它是不是一片荒漠？

海洋的平均深度，已经达到了3700多米，而超过1000米的深海面积已经超过了90%。

普通观点认为，在200米以下的真光层以下，几乎是没有各种生命的。这也是1977年，在深海的热液系统发现之前，大家认为深海是一片荒漠。

但是，深海下是有各种极端环境的。

一个比较极端的例子，叫深海的 热液系统 。

这个系统是由于海底大量的 高温高压、强酸或强碱 的流体快速地喷出海底形成的。

它携带了大量的 甲烷、二氧化碳 气体的同时，还有各种的金属元素，它可以在海底堆积形成 热液硫化物矿物 。同时，它还孕育了各种生命的现象。

另一种 生态系统 ，我们叫它 冷泉 。

冷泉并不冷，它只是在热液发现之后，大家发现有一种低温的流体。

它的温度和周围海水相当，而里边含有的物质，并没有大量的金属硫化物颗粒，而以 水、甲烷、硫化氢 这些气体以及一些细粒沉积物为主。

它同时也孕育了一种能源，或者说未来的战略能源，我们叫它 可燃冰 。

因此，它的资源以及能源，或者说效应是毋庸置疑的。

热液冷泉这种极端环境，还 孕育了一种特殊的生命现象 。

一般认为，万物生长靠太阳，是需要 光合作用 的，没有光是没有生命的。

后来我们发现，深海的这种生物特别神奇，它可以利用热液冷泉喷出的甲烷、硫化氢这些气体，通过 微生物合成 的方式，把无机物转化为有机物，进而产生 大分子 。

这种生命现象就不需要光的参与，我们叫它化学合成的 自 养生 态系统 。

既然海底有这种特别神奇的，和我们地表生态圈完全不同的生态系统，我们就要去探测。

是不是可以直接把热液冷泉里边的东西都带回实验室做各种分析？

可能不太行。

首先，你测不准。

还有可能测不对。

底下那些点，是国际大洋钻探计划使用非保温保压的技术，也就是传统的沉积物取样技术获得的。

沉积物孔隙水中的甲烷浓度大概在 1毫摩尔 左右。

1毫摩尔是什么概念？就是正常的25度1个大气压下，水中甲烷的溶解度。

上边那些黑点是使用了一种新技术获得的，叫 保温保压采样技术 。它的甲烷浓度可以达到 1000毫摩尔 。

如果这是它的真实浓度，那原来测得的传统的数据和真实浓度就相差了 1000倍 。

所以，很多数据是测不准的。

还有就是，它很容易 分解变质 。

我在我们国家的南海，进行了一个天然气水合物，也叫 可燃冰的原位合成实验 。

我在 3度 11个兆帕，1100米的深度 ，原位合成了天然气水合物。

当我把它带到了700米水深，水温大概7度的时候，它已经开始分解了，所以压根儿就没有到海表。

所以很多可能带回来的东西，已经不是原位的这些物质成分了。

还有就是，你根本采不到。

这个白色的是潜铠虾，底下是一些深海偏顶蛤。再往下是它生长的基底，我们叫它 自生碳酸盐岩 。

自生碳酸盐岩和潜铠虾之间的这个物质，叫 生物群落中的下覆水 。

这个流体是采不到的，因为它只有大概 几厘米到十几厘米的厚度 ，各种采样技术都不可能得到。

自生碳酸盐岩，这么大的一块儿石头，也不可能都搬回实验室。

所以，我们把样品带回实验室，分析的各种数据，可能代表不了数据的真实值，或者根本就采不到这个样品。

那怎么做呢？

我最近做的工作，或者说我最近十几年做的工作，还没有完成我的梦想，是把实验室搬到海底。

我只是做了一个简单的探针，叫 拉曼光谱探针 ，带着它去深潜。

从大概2008年，我的第一个探针 沉积物孔隙水探针 诞生到现在，已经经历了三代。

可以做什么呢？

可以探测沉积物 孔隙水和冷泉流体 ，可以探测天然气水合物，也叫 可燃冰 。

最后，也是最近我们的突破是，可以探测高温高压的热液喷口流体。

这个探针是一套特别庞大的系统，它使用了我们的 “发现”号机器人 。

“发现”号机器人搭载在哪儿呢？

它是一个 ROV机器人 ，它搭载到我们国家的一个重大基础设施，“科学”号科考船上。

这个机器人像人一样，可在海底下做各种的操作，我使用了这个机器人几乎所有的功能。

我要用它的电力给我的探针供电，用它的通讯来控制我的探针进行各种操作， 还需要用机器人的两只手，抓着探针去探测不同的位置。

那个探针就像《星球大战》里边的激光剑一样，它 指哪儿打哪儿 。

当然，这个手是一个机械手，那它到底指到哪儿了呢？

首先，我做了一些海底的 固体物质 。

天然气水合物，也叫可燃冰，我们在南海首次发现，在裸露在海底的地方存在这种可燃冰。

激光剑发出一束蓝绿激光， 打在可燃冰的表面，我们就可以得到它的化学成分 。

但是现在冷泉喷口里边的可燃冰，是不可能把样品带回来的。

这束光打过去之后，它就把它的物质成分全都拿了回来。

我们不只进行物质成分的探测，我们还在海底下做 原位的实验 。

这个像蜂巢一样的装置，就是我们在海底，使用冷泉流体合成了可燃冰，然后发现在海底下，0秒钟可能就可以合成可燃冰。

而如果在实验室可能需要几天、十几天的时间合成。为什么呢？

因为冷泉流体里边含有大量的 矿物颗粒 ，它就像我们人工增雨的核一样，会使可燃冰的形成速度快速增加。

我探测了冷泉的 自生碳酸盐岩和热液的硫化物。

在把探针带下海之后，每个点去探测，就像你在做CT一样，这样可以得到一个生态系统，或者说流体形成的一种模型和模式。

除了这种石头和水合物，我还 探测生物 。

放心，我现在探测的这些生物都没有死，它好好地在我们的这个深海生存着。

我给拉曼探针起的名字，就像我的孩子一样，叫RiP。

RiP是什么呢？如果大家在国外待过，可能会发现墓地墓碑上都有RIP，它是 安息 的意思。

我想用拉曼探针做的工作也是，只是打一束光过去，然后这束光的返回信号可以告诉我你的 生理状态 ，或者说你的 化学成分 ，但是我 不会破坏你生存的环境 。

所以说它们是在安息的，我们只是过去看了一下，我们像过客一样。

那红海葵和白海葵的不同在哪儿呢？

很简单，红海葵里边有 类胡萝卜素 ，这是大型生物里边都有的。

我还去测了各种螺，那些螺和你们吃的海螺长得差不多，但是它的物质成分有天壤的区别。

测了这么多固态物质，那其他时候测点什么呢？

那我们要不然测一些流体吧。那流体都有什么呢？

首先我做了 沉积物孔隙水 。

什么叫沉积物孔隙水？

大家可以想象，你从地里拿了一块泥巴到手里，你使劲攥攥它，可能会挤出一点水来。或者你在沙滩上跟孩子玩的时候，拿出一捧沙子，水会滴下来。

孔隙水，就是在这个 沉积物或者岩石，或者这种沙质沉积物泥质沉积物中间的水 。

那为什么要测它？

因为沉积物中有大量的这种 甲烷氧化菌 ，它消化了大量从海底下上来的甲烷。如果没有它，地球上甲烷浓度就会升高很多。

那现在的温度可能就不是我们现在的20摄氏度，可能要变成200度。

那怎么测呢？

传统的技术就是把样品带回来，那我做的工作，就是把一个探针插入它不同的深度，就可以得到它的光谱，然后进行我们相关的定量分析，就得到它的数据。

它的甲烷浓度和普通传统取样的甲烷浓度相差了20倍 ，这样的话，全球沉积物中的甲烷浓度是不是被低估了20倍呢？

不知道。但至少被大大地低估了。

那甲烷的整个的储量，或者是它的含量， 可能在全球尺度上也被低估了 。

沉积物孔隙水太复杂，举个简单的例子。

我们去做冷泉的流体，下覆水只有大概十几厘米或者几厘米的厚度。我也是把我的探针插入它的不同的深度，那发现了什么？

普遍认为 甲烷的厌氧氧化 ，会产生 硫化氢气体和二氧化碳 ，但是我们没有打到任何的硫化氢气体，却测到了很多的 单质硫 。

这样，就颠覆了大家对甲烷的氧化过程的传统认知。

所以，原位探测是可以颠覆一些传统的基于取样或者其他的模拟技术得到的一些认知。

最近我比较主要的一些进展，就是我现在敢把一个光学探头，插入一个 三四百度高温 的而且有些 黑烟 的体系。

这个体系首先高温，我们这个技术就解决了光学镜头在 高温、高压、强腐蚀、浑浊 环境下的探测。

这个技术可能是现在全球唯一一个可以插入热液喷口进行原位探测的光学传感器。

我们不只做高温的热液流体， 有“黑烟囱”，还有“白烟囱” 。

它的温度不是特别高，我叫它低温，但它也有 100度 了，但是它的pH值特别低。

你可以想象一个浓硫酸在海底下，然后我把探针打下去了，而且发现探针测得的数据里边有大量的 氢气 。

氢气是生命从无机到有机，或者说有机的转化需要的一个很重要的气体 ，那它可能就和深海的这种生命起源有一定的关系。

固体和液体没有什么特殊的，海底下肯定有石头，肯定有海水，那你能相信海底下有气体吗？

我们测到了海底的气体，而且这些气体是不可能脱离那个环境，带回海表面的。

在我们最近刚发表在《科学通报》英文版上的一篇文章中，我们在自然界中首次发现存在自然状态下的 超临界态二氧化碳 。

我这件衣服是羊毛的，需要干洗，那干洗店用的是什么呢？就是用的超临界态二氧化碳。

它有什么特点？

它具有气态和液态的特点，它首先可以 溶解有机质 。

在它变成超临界态的时候，把有机质，就是衣服上的一些机质、污垢给带走了。

然后当它温度压力降下来的时候，变成了气态，就可以抽回去再利用，这是干洗的原理。

它还有一个原理，就是 石油行业 用它做一个有机溶剂。

它还可以进行各种 催化 。

超临界态二氧化碳形成的环境，是需要30多度和70多个大气压，这在我们地表是不可能存在的，只有在深海或者深地有。

我们就在这种热液区域，发现存在这种泡泡。

这种泡泡你是带不回来的，因为它的温度达到了大概90多度。

只能把我们的光打下去，然后测得它的成分， 发现和超临界态二氧化碳在实验室模拟的成分是一模一样的 。

这个泡泡里边还带了大量的 氮气 ，生命起源是需要氮气的。 米勒的放电实验 ，就是产生氨基酸的实验，里边也需要氮。

热液系统一直认为是地球生命起源可能的一种解释，但在它其中没有发现大量的氮气。

我们发现，超临界态二氧化碳可能对氮气有 富集作用 。这样的话我们就提出了一种新的早期地球生命起源，或者说 从无机到有机转化的过程 。

所以，你干洗衣服的超临界态二氧化碳，可能和生命有关。

我们还在海底下发现了一个气态的水，这个也比较神奇。

如果它是气态的东西的话，它温度降下来之后就变成了水，变成液态，或者它要上升到海表。

那它怎么没有变成液态，没有上升呢？

它有一个 倒置的湖 。

你可以想象，把你家里的大脸盆扣在海底，然后有一个冒着热气泡的水蒸气，一直把你的脸盆充满了，而且那个水蒸气会一直给它供给热量。

这样，它就会形成一个倒置湖的结构。

这个倒置湖结构很神奇，它里边首先有气态的水，这样就把我们地球科学这种 水气分离 ，或者说相分离的现象，从海底深处移到了海底的表面。

另外就是 ，这种倒扣盆会形成一个很平的 镜面 ，这种镜面就会抑制 硫化物颗粒 大量喷出到海洋环境中。

这些硫化物颗粒会大量 堆积在喷口的周围 ，它对周围海洋环境的影响就要降低。

这个探针去了哪儿呢？

它去了好多好多的 热液区 ，已经下潜了150余次，跟着国内和国外的几台机器人下了太平洋几乎所有的 弧后盆地的热液区和冷泉区 ，以及西南印度洋的热液区。

我们用 “发现”号机器人 ，也就是我们中科院海洋所的机器人，还有 “海星”机器人 ，它是我们国家第一台6000米级电力推进的机器人。

我们和它配对，在深海做 天气水合物 ，也叫 可燃冰的合成实验 。

我们还和“海龙”进行交流，“海龙”也是个机器人，它是我们国家进行大洋科考的机器人。

我们跟着“海龙”去了西南印度洋，然后在洋中脊做了各种探测工作。

我们还和“蛟龙”进行探海，“蛟龙”号是我们国家，或者说全球现在下潜深度最深的载人潜水器。

我们已经搭载它进行了相关的联合测试工作，预计在2020年的9月份就要和它一起出海。

我们还走出了国门，和美国合作，我们合作对整个 美国和加拿大西海岸 的所有的冷泉和水合物区进行了原位的探测。

我并没有把实验室搬到海底，只是带着我的探针下海了而已，那真正在海底建实验室要怎么建呢？

我们从2016年已经开始 探索 ，我给它起的名字叫“海洋之眼”，就像一只眼睛一样在海底盯着，盯了不长的时间，也就一年的时间。

图中可以看到冷泉生态群落有巨大的变化。可以看到潜铠虾从无到有，从有到多、变少。

我做的实验是水合物的合成实验，可以发现里边的盐度的变化在375天就特别的巨大。

我们在今年的6月份，在疫情比较严重的时刻进行了一个科考，克服了各种困难。

我们把 第三代系统 放到了海里，这个系统特别复杂，光耐压舱就有7个，装了各种传感器然后进行了一个相关的实验。

并不是说我只是去观测深海的东西，而是要在深海做各种实验。

但是里边并没有我们的拉曼系统，没有各种光谱的系统，更多的还是一些 电化学传感器和普通的光学图像 。

我未来的梦想是什么呢？

就是要在深海建立一个 光谱学的实验室。

这个实验室不只使用我刚才讲的拉曼探针或者拉曼光谱技术，还要把深海的 激光诱导击穿光谱技术、荧光光谱技术、红外光谱技术 ，这些所有的光谱技术放在海底。

干什么呢？

去观测海洋的变化，去做一些实验。

好处是什么？

因为是 光 ，它不会破坏那些生物生存的环境， 我只需要打一束光过去，就可以得到我需要的信息 。

这个梦想的实现，离不开我们国家现在日益强大的科研实力。

这是我们的 “科学”号科考船 ，我在这条船上已经工作了接近8年的时间。

它就像一个母船，或者像我们的母亲船一样，可以带领我们做各种深海实验。

希望各位同学在你们以后，或者说以后从事科研的时候，可以 加入海洋， 探索 深海 。

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