我国科学家日前在世界上首次发现完整的古海底“黑烟囱”，引起各界关注。这一发现缘何引起高度关注？有关专家指出，这是因为海底“黑烟囱”不仅是海底矿藏形成的源泉、新世纪的矿产来源，也很可能是生命的起源地，并具有巨大的生物医药价值。相关研究已成为国际前沿。而科学家的这一发现，为我国“契入”这一国际前沿领域提供了可能。
除了对浅海有所了解外，人类对海洋的认识甚至比太空还要少。随着最近二、三十年深海探测及载人深潜等科技手段的发展，美国、日本、法国等过科学家在大洋深处发现了大量冒烟的黑烟囱，这些“黑烟囱”一般位于正在扩张的大洋中脊处，黑烟囱里不仅可以“喷”金“吐”银，而且喷射出许多微生物，并在周围形成繁荣的深海生物圈。
就在20年前，人们还普遍认为地层和大洋深处是生命的禁区。然而，一系列研究发现大洋深处并非一片冰冷，也并非一片寂静的“生命沙漠”。在大洋中脊和裂缝处，一座座黑烟囱正在“喷射”黑烟或白烟。“黑烟囱”附近惊现一个崭新的生物群落——热水生物，这些生物生活在既无氧也无光的高温高压环境下，并依靠氧化大量有毒有害的硫化物获得生命的能量，与35亿年前的地球环境极其相似。因为，地球早期地表并不安全，大量陨石可以很容易穿过当时极度缺氧的大气圈，坠落到地上，触发火山爆发。早期氧气的缺乏还使紫外线对地表生命杀伤，海底成为最安全的环境。海底细菌的生物基因组研究，也表明它们非常原始，接近所有生命的共同祖先。科学家为此提出，生命莫非就是起源于这些“黑烟囱”周围？
万物生长靠太阳，如今，海洋深处太阳光线难以达到，即使没有太阳，也有生命存在。科学家们发现，深海的生物并不依靠光合作用来合成生命物质，而是依靠这些细菌通过化学反应类合成生命物质。为此，人类长期来的认识逐渐被打破。海底“黑烟囱”和热水生物的发现，成为20世纪海洋领域最重要的科学发现。这些深海高温下生存的细菌，还具备巨大的生物化学和医药潜力，可以提取新型的生物酶，用于新医药和洗涤剂开发。海底黑烟囱周围的生物多样性和生物密度可与热带雨林相媲美，这里新发现的生物种类已经达到10个门的500多个种属，极大地拓展了对生命现象的认识。
科学家为我们描述了这样一幅“海底图画”：4万多公里的大洋中脊上不断有热液喷发，形成了无数的“黑烟囱”；海底火山口处有钴结壳；海底盆地分布着大量的多金属结核。
火星陨石生命痕迹、南极冰盖下东方湖的存在、火星和“木卫二”上水的发现……一系列的进一步研究，使人们无法不对“极端环境下的生命”刮目相看，对细菌等过去毫不起眼的微生物肃然起敬，天体生物学、深海生物学等多个学科也由此产生。
“它们令世界上最优秀的科学家为之着迷。”生命形式的多样性和复杂程度，使人们再次充满了探究生命起源乃至外星生命的希冀。科学家提出，嗜热生物等极端条件菌类的研究大有前途，是了解生命可能存在于其它星球、生命在古代地球上如何开始等问题的最有效途径。美国全国科学基金会在20世纪末开展的“极端环境下的生命”研究每年投入经费600万美元，而且计划增至每年1亿美元。
虽然全球已经发现100多个黑烟囱分布区，但因现代海底黑烟囱大多处于一千至四千米的海底深处，无论是直接观察还是取样研究都存在一定难度。为此，在陆地上寻找古老海底黑烟囱的地质记录，无疑具有重要的科学和经济价值。
而陆地上“黑烟囱”的寻找也非易事，因为海底黑烟囱有生也有“死”：它形成后，可能在海底存在成千上万年，但随着海底热液活动的减弱和停止，受洋流和冷却海水的作用，也会逐渐瓦解和消亡，不断溶解和坍塌，形成各种硫化物的堆积体，导致地质史上很少在硫化物内保留良好的黑烟囱，大规模的黑烟囱难以发现。
黑烟囱一般保存在硫化物中。各国科学家先后在日本、俄罗斯、西班牙、葡萄牙、德国、菲律宾、美国、加拿大、土耳其、危地马拉等地硫化物中开展了古海底黑烟囱及其生物化石的研究，但仅在俄罗斯、爱尔兰发现古海底黑烟囱残片。在我国甘肃、云南、新疆也发现了小于6亿“岁”的金属硫化物。
机不可失，时不再来。专家指出，完整“黑烟囱”发现的意义在于为我们打开了一扇通向科学前沿的大门：一方面，我国有了目前研究古“黑烟囱”的基础；一方面，我国是世界上少数几个有能力进行深海考察的国家之一，海洋机器人已可潜入6000米深的海底，7000米载人深海潜器也正在研制之中，这些都为进行现代海底“黑烟囱”研究，从而进一步揭示海洋奥秘、寻找海洋资源、探索生命起源创造了条件。
我国科技界近年来一直在探索跨越之路，原始性创新也被提上了日程。而敢于直面国际前沿，挑战热点、难点课题，是一个国家提高科技实力的必经之路。而海底“黑烟囱”这样前沿的课题无疑具备这样的潜力。（王文韬 李斌） |
