深海熱泉

深海熱泉（又稱海底熱液）系統的發現是以1948年瑞典科學家利用“信天翁號”(Albatross)考察船在紅海發現高温高鹽溶液為標誌。1963-1965年國際印度洋調查期間，在紅海的軸部及中央盆地中識別出層化的高温高鹽溶液，發現了熱液多金屬軟泥,從而揭開了海底熱液活動研究的序幕。在隨後的調研中，在大洋中脊多處發現了黑煙囱、塊狀硫化物及噴口生物，海底熱液活動也成了科學家瞭解地球深部構造及地球生命起源的一個重要窗口。

1977年，美國"阿爾文"號深潛器再次對位於太平洋東部的附近洋底進行考察。這個海底熱泉由13個大島及數百個小島組成的羣島，全是由火山噴發的熔岩堆積而成的，形成時間不到200萬年，其中大部分都只有100萬年左右，從海上看，各島都聳立着一座座高大的火山堆，有的還不時發出低沉的轟鳴聲。踏上一些島後，還會看到地上佈滿了黝黑色的玄武岩。整個加拉帕戈斯羣島共有大小火山口2000多個，並且相當規律地排列在縱橫交錯的斷裂紋上，大約每隔35千米一個。

這些羣島上如此眾多的火山，早就引起了地質學家和海洋科學家的注意。後來他們才知道:原來這些島嶼正好位於東太平洋洋隆中大裂谷的附近，這裏因太平洋板塊的移動而被撕裂成許多巨大的裂谷和許多小斷裂，地球深部地幔柱的熾熱岩漿和上地幔對流活動從裂谷和斷裂處不斷地向上噴湧岩漿，形成了座座火山，散佈在太平洋上，構成加拉帕戈斯羣島，並且發現了最為壯出的海底熱泉 ^[2]  。

其形成的機理是：海水沿裂谷張性斷裂或裂隙滲入洋殼內部，受熾熱的熔岩影響後與基底玄武岩發生反應，形成酸性、還原且富硫化物與成礦金屬的熱液，温度高達350～400℃。反應程度隨温度和壓力的增加而增加，直到岩石變得難以滲透，含礦熱液就上升回到海底。當它們從噴口湧出時與冷海水相遇，導致黃鐵礦、黃銅礦、纖鋅礦、閃鋅礦等硫化物及鈣、鎂硫酸鹽的快速沉澱，最後不斷堆積成一種煙囱狀的地貌 ^[1]  。

深海熱泉的煙囱高低粗細各不相同，高的可以達到一百多米，矮的也有幾米到幾十米。因温度和組分差異，形成白煙囱或黑煙囱：當熱液温度為100～350℃時，形成主要由硫酸鹽礦物(硬石膏、重晶石)、二氧化硅和白鐵礦組成的白煙囱。當温度≥350℃時，形成由暗色硫化物如磁黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦等堆積而成的黑煙囱。

熱泉噴出的海水含有豐富的硫化氫和硫酸鹽，這一特殊環境內硫化細菌非常豐富，密度高達106個每毫升。由於它們能以化學合成作用進行有機物的初級生產，從而為濾食性動物提供了餌料基礎 ^[3]  。這一環境內的生物組成主要有細菌、雙殼類、鎧甲蝦、與細菌共生的巨型管棲動物、管水母、腹足類和一些紅色的魚類。由這些生物構成了特殊的熱泉生態系統，被稱為"深海綠洲"。這一羣落隨着"熱泉"的長消而出沒，當"熱泉"停止噴發而消失時，這一羣落也隨着消失。當新的"熱泉"產生時，又能形成新的羣落。