地球经历了上亿年才出现海洋,继而出现生命,这是多么不容易实现的过程。海洋的水来自哪里或许只是个探讨性的问题,真正摆在我们面前的问题是要如何保护地球的水资源,这一课题关系着地球的未来,也许比研究水从哪里来更有实际的意义。大海为什么会喷“黑烟”?
在海洋底下,人们发现许多“烟囱”,这些“烟囱”喷出的烟冲天而上,黑如墨汁。在“烟囱”喷出的物质堆积成的小山中,科学家发现了这些小山竟形成了特殊的生存环境,因此,地球的最早生命有可能起源于这些“烟囱”。1979年,一批美国科学家正在考察加利福尼亚湾的外太平洋海底,当他们下潜到2500米接近海底时,看到一幅让人难以相信的景象:在深几千米的海底中,竟烟囱林立,蒸汽腾腾,烟雾缭绕,喷出的烟黑如墨汁。经过探测,这里的温度高达近千摄氏度。仔细观察后,他们发现“浓烟”原来是一种金属热液“喷泉”,当它遇到寒冷的海水时,便立刻凝结出铜、铁、锌等硫化物,并沉淀在“烟囱”的周围,堆成小丘。他们还注意到,在这些温度很高的喷口周围,竟形成了一种特殊的生存环境,这里就像是沙漠中的绿洲,生活着许多贝类、蠕虫类和其他动物群落。他们的发现引起了科学界的浓厚兴趣,大部分人认同海底热泉是地壳活动在海底反映出来的现象。它分布在地壳张裂或薄弱的地方,如大洋中脊的裂谷、海底断裂带和海底火山附近。大西洋、印度洋和太平洋都存在大洋中脊,它高出洋底约3000米,是地壳下岩浆不断喷涌出来形成的。大洋中脊里都有大裂谷,岩浆从这里喷出来,并形成新洋壳。两块大洋地壳从洋脊张裂并向相反方向缓慢移动。在大洋中脊里的大裂谷往往有很多热泉,热泉的水温在300摄氏度左右。大西洋的大洋中脊裂谷底,其热泉水温度最高可达400摄氏度。在海底断裂带也有热泉,有火山活动的海洋底部,也往往有热泉分布。除此之外,在大陆边缘,受洋壳板块俯冲挤压形成山脉的同时,往往有火山喷发,在它的附近海底也会有热泉分布。
美国密执安大学的奥温认为,这种海底“喷泉”可能与地球气候的变化有着密切的联系。奥温在研究了从东太平洋海底获取的沉积物和岩样以后,发现在2000万~5000万年前的沉积物中,铁的含量为现在的五至十倍,钙的含量则为现在的三倍。为什么沉积物中钙、铁等的含量这样高?奥温认为这可能与海底喷泉活动的增强有关。据此,奥温又进一步猜测,当海底喷泉活动增强时,所喷出的物质与海水中的硫酸氢钙发生反应,析出二氧化碳。已知现在的海底喷泉提供给大气的二氧化碳,占大气中二氧化碳自然来源的14%~22%。因此,当钙的析出量为现在的三倍时,大气中二氧化碳的含量必将大大增加。估计大约相当于现在的一倍左右。众所周知,二氧化碳含量的增加,将会产生明显的温室效应,从而使全球的气温普遍升高,以至极地也出现温暖的气候。
目前科学家在北冰洋发现喷涌400℃的热温泉,状似海底黑烟囱(即海底热喷泉),并称发现新的奇特而有弹性的微生物生命形态住在那些动物集群中,它们利用地球内部黄金与其它矿物微粒维系生命。据研究,在黑烟囱喷出的热液里富含硫化氢,这样的环境会吸引大量的细菌聚集,并能够使硫化氢与氧作用,产生能量及有机物质,形成“化学自营”现象。这类细菌会吸引一些滤食生物,或者是形成能与细菌共生的无脊椎动物共生体,以氧化硫化氢为营生来源,一个以“化学自营细菌”为初级生产者的生态系统便形成了。从而维系了海底喷泉生命的延续和循环。
因此有科学家称地球生命有可能起源于海底喷泉,这些不用太阳光就能生存的生物可能是地球最早生命的形态。