海底熱泉生態系

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海底熱泉生態系

102/11/19 14814

王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

立體電影〈阿凡達〉不僅帶給我們新的電影經驗，也創造了新話題，讓我們對自己的處境產生新的看法。事實上，這並不是導演卡麥隆（James Cameron, 1954－）的第1部立體影片。2005年1月他推出過一部立體電影，身兼製作人與導演，就是〈深海祕境〉（Aliens of the deep），由迪士尼公司發行，國內有些博物館放映過。

〈深海祕境〉介紹的是科學家在大西洋海底的最新發現。話說1970年代，科學家在大西洋中洋脊上發現了地熱煙囪：從中洋脊地幔（地函）裂口湧上來的地熱泉裡，含有大量礦物質，遇到冰冷的海水後，礦物質沉澱，在泉眼上形成了黑色的煙囪狀結構。

人類世界裡，一個煙囪代表一棟房子；有許多煙囪，就有許多房子；有許多房子的地方，便是城市了。於是有的新聞報導就說科學家在海底發現了城市。其實科學家在那些海底熱泉的煙囪裡，發現了完整的生態系，其中有許多能在極端環境如高溫、強酸中生存的古細菌。

2000年底，由美國西雅圖華盛頓大學凱莉（Deborah S. Kelley）教授領導的團隊，在大西洋北緯30度、中洋脊以西15公里處，無意中發現750米深的海底有白色的煙囪，高可達60公尺，與中洋脊的黑色煙囪不同。2003年，他們回去做詳細研究，發現那些白煙囪也是個熱泉生態系，但是自成一格。

凱莉為那些白煙囪取了個渾名，叫它們the lost city，直譯「失落的城市」。在西方人的想像中，地球上與世隔絕、與世相忘的地方，就是the lost world（直譯「失落的世界」）。（按，創造福爾摩斯的作家柯南道爾寫過一本小說The lost world（1912），小說裡，恐龍並未完全滅絕，有一些仍生存在南美洲亞馬遜河流域。到那兒一探究竟的探險隊員，還遭到翼龍、猿人的攻擊。）

新發現的海底熱泉生態系（英文縮寫LCHF），與中洋脊熱泉系統不同。首先，LCHF的熱泉是地球化學反應的產物。地幔新生橄欖岩（新生的火成岩）與海水在地熱加持下起化學反應，反應產物是熱、蛇紋岩（火成岩的變質岩）、氫氧鎂石（也是火成岩的變質岩）、氫、甲烷、碳氫化合物等。因此，那裡的熱泉由化學反應產生的熱加溫，水溫最高只有攝氏90度。而中洋脊熱泉的熱源是地幔的高熱熔漿，水溫高達攝氏200∼400度。其次，LCHF的熱泉是鹼性，不是酸性。

地球科學家發現，LCHF可能已存在3萬年以上，那裡的岩床在150萬年前形成。中洋脊大多數煙囪的年齡才不過幾百年而已。更重要的是，LCHF生物群落的能源來自地球化學反應產生的甲烷與氫。也就是說，LCHF與專家推測的地球早期環境非常接近。在其他行星上，例如火星，也可能找到這類環境。因此研究這個新發現的大西洋海底熱泉系統生態系，是理解生命演化初始階段的一把鑰匙。

凱莉團隊的最新研究成果是，LCHF微生物社群的組成會與時變化，過去的稀有物種未來可能成為主流物種。換言之，LCHF微生物社群中有足夠的生物多樣性，可應付環境的快速變化。可是今年1月17日（星期日）《聯合報》報導這則新聞，卻畫蛇添足，以大標題說凱莉團隊找到了「推翻達爾文演化論」的證據，真是為德不卒。

資料來源

《科學發展》2010年3月，447期，80 ~ 83頁

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