在深海之中就存在着许多海底热泉 ,深潜器研制成功后 , 能够让我们深入海沟附近的海底或者是大洋中脊的海底 , 近距离研究黑烟囱与黑烟囱附近的现代生态系统 ,这对于解决地球生命起源中的这些未解之谜也可能会有重大帮助 。
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海底热泉分布图 , 黑线即为板块边界
(图片来源:维基百科)
此外 , 经过近些年的研究 , 学者们认为 , 在木星的木卫二上也可能存在着海底热泉 , 在火星上也还可能曾经存在过海底热泉 。
如果真的是这样 , 那么 ,我们研究现代的海底热泉 , 可能会对未来研究这些地方是否有生命 , 生命形态如何等问题也会有帮助 。
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木卫二的外层是冰层 , 冰层之下可能就是由液态水组成的海洋了 , 在海洋与地幔接触的地方很可能也存在如地球一般的深海热泉 。
(图片来源:维基百科 , 作者有修改)
比如在最近的深海探测的研究成果中 , 就涉及到了生命起源方面:
我国科学家利用自主研发的光谱探针 , 在深海热液喷口气泡中首次发现了自然环境下的原位超临界二氧化碳 。 这可能类似早期地球水汽界面附近二氧化碳大气层的主要状态 , 它促进了氨基酸和其他有机物的合成、富集和保存 。
这个过程对生命起源至关重要 , 弥补了热液流体中缺少合成氨基酸的关键元素——氮的这个环节 , 解决了早期生命起源于热液假说最致命的问题之一 。
探索地球演化
我们从小就学过地球内部的三个圈层:地核、地幔、地壳 , 并了解过地球的板块运动的原理 。
简单来讲 , 就是地核处最热 , 地幔物质在地核处的加热下运动 , 带动着地壳运动 。 运动的地壳相互碰撞或者相互分离 , 相互碰撞的地壳形成巨大的造山带(这就是地球上山脉的来由);相互分离的地壳形成洋中脊 , 在洋中脊附近地幔物质上涌 , 形成海底山脉系统(生命可能起源于这附近) 。
而海沟正好就是两个板块相互碰撞的地方 。
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板块运动的原理就是地幔被地核加热而产生热对流 , 带动漂浮在其上的地壳运动 。 地壳分为多个破裂的板块 , 板块之间的挤压就形成了海沟和山脉等起伏地貌
(图片来源:美国地质勘探局官网)
以往 , 我们只能通过地震波、声呐等方法获取到海沟的地形地貌特点 , 但是无法亲自前往考察 。
现在 , 在载人深潜器正常工作之后 , 我们就能够亲眼见到板块之间到底是如何碰撞过渡的 , 也能够有机会采集到相关的岩石样本 。
由于陆地上也有许多板块碰撞之后残留下来的板块边界 , 比如秦岭就是华南、华北两个古老板块边界的碰撞带 。 因此 , 研究海沟中正在俯冲中的板块边界 , 无疑能 帮助我们更好地研究地球历史上曾经发生过的板块运动 , 让我们知道地球上的陆地是如何起源 , 又是如何形成的 , 也让我们对中国大陆的起源和演化有更深入的了解 。
另外 , 地球上绝大部分矿藏 , 其形成都与岩浆活动有着密不可分的关系 。
在板块俯冲带上会发生强烈的岩浆活动 , 如果我们将地球上的火山地震带与板块边界放在一起 , 就会发现它们几乎完全重合(比如日本火山地震活跃 , 就是因为它正好位于俯冲带之上) 。
所以 ,深潜器深入海沟处进行考察 , 一方面能够研究地球上的地震和火山活动 , 另一方面能帮助我们了解俯冲带附近的成矿作用 , 对于我们在陆地上已经消亡的俯冲带附近的找矿活动 , 以及在海底的找矿活动都有着重要的指导意义 。
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