深海六边形隧道网络之谜
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- 发布时间:2013-09-17 15:55
奇怪的黑色圆点
1976年,美国国家海洋及大气管理中心科学考察队在大西洋中部深底淤泥中发现了一种奇怪的黑色圆点。这些圆点间隔平均,排列有序,各行相互交叉形成等六边形,极似中国罗盘。
带着这张神秘的照片,科考队海洋教授彼得拜访了美国国家自然历史博物馆的珊瑚专家弗德雷克·拜尔,拜尔断定它不属于珊瑚类。在他的举荐下,彼得又拜访了一位专门研究海洋无脊椎动物的专家,结果他也无法给出确切答案。
最后,彼得不得不把发现神秘深海物体的过程写成一篇文章发表在具有广泛影响力的自然科学学报上,并在随文附录的照片下注明:“这是一种无法确认身份的深海无脊椎动物。”
文章发表后不久,彼得就收到了一封署名来信,寄信者阿尔道夫·塞拉切尔是德国某高校的一位古生物学家,他所从事的研究主要包括对保存在古代海洋沉积岩层中的生命体进行分类和根据古生动物留下的蛛丝马迹来推断生命进化历程等。
他在来信中写道:“您所拍摄的图像着实令我大吃一惊。但愿您能同时收到我寄送的一篇科研论文。这篇论文主要讲述了我对多节状古生物化石的发掘和确证过程。”
根据塞拉切尔对古生物骨架的描述,科考队知道了照片中的神秘黑点有可能是由某种古生物所建造的一种垂直隧道的端口,这种隧道有可能属于一个深海的隧道网络,隧道既可能与网络中的一段呈水平方向铺设的隧道相连接,也有可能直接通往洋底的淤泥当中。若干不同走向的隧道共同构建了规则的六边形图案。
塞拉切尔认为,这些等六边形极有可能是由一种蠕虫动物建造的系统工程。它们之所以这样做,也许是在食物紧缺的深海中精心“耕作”,在隧道中培育可食用的细菌等微生物。而那些精致的六边形造型很可能是后期演进的结果,它具有更强的稳定性,能在经历了漫长的时间考验后得以保存。
按照塞拉切尔的推测,这类古生物最初可能是在浅海水域挖掘隧道,后移居深海以便在不受任何干扰的情况下实施食物培育计划。随着时间的推移,挖掘隧道演变为一种习性,多入口的要求促进了环线的形成,最终成就了精致的等六边形造型。
热泉生态系统
1977年,彼得又和其他一些科学家在太平洋东部赤道附近海域的加拉帕戈斯群岛进行考察,没想到在这里的一个偶然发现竟从根本上颠覆了之前人类对地球生命的演进历史的认识。
众所周知,距海面大约2500米以下的水域阳光是无法穿越的,由于淤泥沉积、岩浆进发,这里根本没有绿色植物的踪影,也无法实现光合作用,因此一直被认为是生命的荒园。
然而,研究者却在一片足球场大小的水域中发现了数量众多的蛤蜊、海蚌和深紫红色的管状蠕虫。蛤蜊、海蚌长度约0.3米,个头与普通餐盘相差无几,而管形蠕虫的长度大概有一人多高。它们都生活在太平洋洋底热泉的泉口附近。
由于无法实现光合作用,该生态系统的食物链开端往往是滋生在富含营养物质的海水中的各类细菌。它们从热泉冒出的气体物质中获取硫化氢等能量物质,通过化学合成作用利用二氧化碳和水制造糖与淀粉等营养物质。
加拉帕戈斯群岛的发现很快得到回应。一些科考队先后在太平洋其他深海海域发现了类似的生态系统,它们大都分布在海洋中脊沿岸“黑烟囱”喷射口的边缘。这些热泉温度最高时可达400℃左右。地质学家在高温的提示下最终意识到海洋底部可能就是岩浆渗漏处。而上层水温较低、密度较大的海水自然下沉数公里后,通过裂缝渗入地下火山岩层。冰冷的海水随着岩浆的扩散和上升运动而逐渐升温。同时,岩浆流经之处大量金属物质、各类气体物质糅合其中,最终升腾为包含黑色烟雾状微粒的“黑烟囱”。
对海洋生物学家而言,这些科考发现的意义几乎等同于在其他星球发现生命迹象。而其中最令人意想不到的当属那些具有相当耐热水平、能够利用化学合成作用养活自己的微生物群落。它们的存在似乎为科学家们揭开了地球生命起源的谜题。
有的科学家甚至提出:地球生命体的最初发祥地很可能不是地表的浅海海域,而是在原始海洋中热泉的泉眼处。而类似生态系统之所以都在太平洋地区被发现,主要是因为这里的海底扩张速度比其他海洋快10倍左右。
大西洋新发现
在太平洋深海海域发现的热泉及其周围的生态系统引起了科学界的广泛关注。但彼得认为,类似的热泉和生态系统肯定存在于岩浆蔓延速度更为缓慢的大西洋中部洋中脊群落当中。于是,他和考察队其他同事花费了几年时间改进深海探测技术,希望能通过同时利用远程感应设备和深海定位采样技术获得研究上的突破。
1985年,科考队的付出终于得到了回报。他们在大西洋找到了热泉的集结地,同时还在这里发现了热泉生态系统。
几乎一夜之间,这个位于大西洋中部的考察点成为了海底热流研究的前沿,他们也与多个领域的专家建立起合作研究关系,同时受到资助得以利用载入深海潜水艇开展水下勘探工作。
1990年,彼得开始尝试在“阿尔文号”小型深海科研潜水器的帮助下携带背负式潜水设备探访距离目标热泉大约0.3公里外的深海裂谷东墙。若干年前,也正是在那里他们拍回了神秘的六边形图案照片。如今在“阿尔文号”潜水器的帮助下,他们有机会与神秘的六边形图案进行第一次亲密接触。在深海潜水器所配备的机械手的协助下,他们成功地把一些塑料管插入深海底部的淤泥当中,采集到圆柱状样本。
重返洋面后,彼得发现原来老照片上那些看似暗点的东西的确是小孔,跟塞拉切尔在论文中提及的一种古生物Paleodictyonnodosum(网格笔石属动物,存在于中寒武纪到早石炭纪)的化石非常相似。但令他失望的是,根本没有发现蠕虫或类似生命体的踪迹。
再次考察
谜亲密接触的机会。这一次是陪同加拿大导演史蒂芬·洛拍摄泰坦尼克号沉船(沉船遗骸位于水下约3810米的深海海域,与他们发现六边形图案的地方相距数百公里)。洛特意从莫斯科海洋研究所借来两台深海潜水器“米尔1号”和“米尔2号”。
“米尔”深海探测器非常狭窄,一次最多能容纳3人乘坐。彼得和来自俄罗斯的资深科学家在领航员的带领下,开始了这次科考的首航。
他们的目标是考察从热泉以东到有六边形神秘图案出现的广阔区域。探测器以每小时1.6公里的速度缓缓下沉至洋面以下约4000米的海域,并在一处正冒着浓浓“黑烟”、有大量虾群环绕的烟囱旁边停了下来。
而后,探测器继续向东行进,从布满鲜艳的红、黄色矿石的热泉喷射口上滑过。沿途只看到浅棕褐色的海底沉积物和熔岩冷却后形成的枕型岩石。一段时间之后,他们终于看到了沉积物表层的六边形图案。他们继续向东移动,发现深海沉积物的颜色逐渐由浅棕褐色变为红棕色。这次实地考察大约持续了15小时,三人直到重新登上考察船时才感觉到刺骨的寒冷,原来海底的水温几乎接近冰点,深海探测器的金属外表加速了热量的迅速散失。
后来,彼得又亲自驾驶“阿尔文号”采集回若干六边形物体,在对其核心部分进行干燥处理后把它们保存在饱和环氧基树脂中,成功地维护了表层神秘的孔洞。由于无法继续深入研究,他们只能把标本收藏起来。
功夫不负有心人
2003年6月,科考队再次驾驶“阿尔文号”潜入大西洋海底,此时距离彼得第一次拍摄深海照片已整整25年。
这次“阿尔文号”在登陆海底时将着陆架插入淤泥层至齐膝深度。探测器刚停稳,他们立即着手寻找棱边清晰的六边形物体。为了节约时间,领航员将船具设备中的软管调出,以便在必要时用清水冲刷表层淤泥。几秒钟后,他们就通过图像监视器找到了密布小孔的淤泥,下面就是六边形的隧道网络。
“找到啦!”他们一阵狂喜。这次在海底发现的生命体与之前在陆地发掘出的古生物化石完全吻合,也就是说,一种被认为早在5000万年前就已经灭绝的生物事实上一直在深海持续繁衍着。深海就像一个天然庇护所,为Paleodictyonnodosum的延续创造了良好的条件,使它顺利避开了地球演进历史上因全球气候巨变而引发的物种灭绝风潮。
目前Paleodiotyonnodosum仍是一个有待突破的谜题。关于它的起源,主要存在两种假想。一种观点是以塞拉切尔为代表,认为建造神秘六边形隧道网络的是一种擅长钻洞但目前仍不为人类所知的蠕虫;另一种观点则认为这种网络是由一大群单细胞有机物共同建造的。这种构造只是某种外甲壳,而黑色小孔则是生活在水平方向隧道中的单细胞生物故意留下的食物通道,专门用来收集从上方沉积下来的食物。这个持续了30年的学术问题还将继续被更多人所研究。
文张森凤
