“生命充满海洋”的发现历程（2）

张武昌 2026年9月12日星期六

海底是漏的

1948 年瑞典信天翁号考察船在红海盆地探测到高温高盐卤水、多金属软泥。这是人类最早观测到海底热液的地质信号，但没有建立对应的成因解释，当时并不知道这是裂谷带海水下渗、被地下岩浆加热、水岩反应后再回流海底的现代海底热液系统，也没有意识到这是板块扩张中心的热液喷溢产物，只是当成一个奇怪的海洋化学异常现象，甚至一开始这个发现都没有受到学界足够重视。

1960‑1970 年代板块构造成熟，1963–1965 年国际印度洋考察，再次在红海AtlantisⅡ海渊盆地确认高温卤水、系统采集多金属软泥样品，Arrhenius & Bonatti（1963）、Skornyakova（1965）等人才逐步提出海底热液理论：大洋中脊板块撕裂，海水沿裂隙渗入地壳，被岩浆加温之后，会以热流体形式返回海洋水体，并析出金属形成的沉积。

在 1970 年代之前，海洋科学有一套牢固共识，即深海大洋底部永恒黑暗、低温寡营养，所有深海生命全部依靠上层海洋沉降下来的海洋雪（生物尸体、碎屑）供养，万物生长靠光合作用，不存在完全脱离阳光的独立生态系统。

地质学家根据板块构造理论，已经理论推测大洋中脊扩张带应当存在海水下渗、被岩浆加热再回流的热液活动，但仅仅当成一种地质热现象，完全没有预料这里会发育繁茂的生命群落；冷泉则连理论预判都几乎没有，属于纯粹意外发现。

第四章  海底热液喷口与冷泉的发现历史：一场出乎整个科学界意料的突破4.1 海底热液喷口（Hydrothermal Vent）

1977 年，人类在加拉帕戈斯裂谷首次实见热液与化能生态。

1977年2月17日，美国伍兹霍尔、俄勒冈州立大学等机构组织加拉帕戈斯裂谷航次，目标本是验证地质假说，寻找海底热的流体渗漏，不是来找生物。他们使用拖曳设备 ANGUS （Acoustically Navigated Geological Underwater Survey） 携带温度传感器与照相机，在 2600 米深海扫描洋底。设备捕捉到温度异常，回传胶片，对应异常的十几帧照片里，荒芜玄武岩海底突然出现大量白色贝壳、生物壳体，现场科学家大为困惑：深海荒漠怎么会集中出现大量生物？

随后阿尔文号（Alvin）载人深潜器下潜抵达异常点，亲眼看到海底裂隙涌出温热浑浊流体，周围铺展着繁盛的生物群落：巨大的蛤、贻贝、奇异的管状蠕虫，完全是一片绿洲。

地质现象是理论有所预判的；但黑暗深海不依靠阳光、依靠化能合成维持完整生态系统，是完全超出所有人预期的重大意外。当时生物学范式被直接冲击：地球上居然存在不需要太阳光的初级生产方式。

1977 年发现的是温度相对较低的弥散流喷口；1979 年阿尔文号再次下潜东太平洋海隆，拍到高温 “黑烟囱”：350℃左右富含金属硫化物的热液喷出，遇海水瞬间沉淀黑色矿物颗粒，形成高耸烟囱构造，同时确认巨型管虫等标志性生物，成果正式发表于《Science》，热液喷口生态系统正式向学界公开。

学界很快意识到这不仅是深海生态，还给生命起源研究提供了现实类比环境，冥古宙热液喷口作为生命诞生场所的假说，从此获得现代实证参照。