深海热液生物图片高清

‘壹’ 黑烟囱冒出的不是烟而是黑色液体被称为什么

海底热液。

深海热液俗称“黑烟囱”，是大陆板块与海洋板块之间的火山口，有200多米高，形状与烟囱几乎一模一样，其附近的温度高达400℃。深海热液又可以被称为“热液硫化物”。“热液硫化物”是日益受到国际关注的海底矿藏。

“热液硫化物” 主要出现在2000米水深的大洋中脊和断裂活动带上，是一种含有铜、锌、铅、金、银等多种元素的重要矿产资源。

海底热液成因

海水从地壳裂隙渗入地下遭遇炽热的熔岩成为热液，将周围岩层中的金、银、铜、锌、铅等金属溶入其中后从地下喷出，被携带出来的金属经化学反应形成硫化物，这时再遇冰冷海水凝固沉积到附近的海底，最后不断堆积成“烟囱”。

在“烟囱”的周围，生活着许多耐高温、耐高压、不怕剧毒、无需氧气的生物群落。这些生物群落有助于科研人员，研究极端环境下生物的生存进化方式，以及生命起源问题全球分布情况。

‘贰’ 地球上除了以太阳能为能量基础的生态系统外，还有一个能量基础完全不同的的生态系统，是什么其原理和表

是有这样的生态系统，但可能表述略有不同。

这类生态系统一般称为“深海热泉生态系统”，或“热泉生态系统”。它是以“化能自养生物”为基础，在深海热液区建立的一类特殊的生态系统。

深海热液区的化能自养生态系统位于深海热液区(水深1000~5 000m)，常出现于地壳板块交界的洋中脊、俯冲带、弧后盆地和热点火山。目前世界范围内已发现600多个深海热液区。

人们在数千米深的黑＊暗海底，发现像烧开水一样的多股高温气水柱，清晰度最高可达300摄氏度，在这股泉水附近生活着众多生物，包括管栖蠕虫，蛤类、虾蟹类和细菌等兴旺发达的群落。这些生物群落生活在一个高温，高压，缺氧，偏酸和黑暗的环境中。

研究表明，热泉生态系统与地球上生命起源有关，现今发现的古老细菌，大多都生活在高温，缺氧，含硫和偏酸的环境中。这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似。

热泉喷口附近的环境不仅温度非常高，而且又有大量的硫化物，甲烷，氢气和二氧化碳等，与地球形成时的早期环境十分相似。

科学家猜测，最初生命可能就是在海底热泉附近形成。

下图就是生活在深海热液区中的生物。

‘叁’ 海底的黑烟囱冒出的不是烟而是黑色液体被称为什么

海底的黑烟囱冒出的不是烟，而是黑色液体，被称为深海热液。

深海热液俗称“黑烟囱”，是大陆板块与海洋板块之间的火山口，有200多米高，形状与烟囱几乎一模一样，其附近的温度高达400℃。深海热液又可以被称为“热液硫化物”。“热液硫化物”是日益受到国际关注的海底矿藏。

“热液硫化物”主要出现在2000米水深的大洋中脊和断裂活动带上，是一种含有铜、锌、铅、金、银等多种元素的重要矿产资源。

我国在这方面的成就

远在东太平洋上执行第20航次科考任务的“大洋一号”于27日传来好消息。科考船于8月23日、24日在东太平洋海隆赤道附近发现两处海底热液活动区，这是我国继2007年在西南印度洋首次发现新的海底热液活动区之后，第二次自主发现新的海底热液区，也是世界上首次在东太平洋海隆赤道附近发现海底热液活动区。

2018年，中国第34次南极科考南极发现了向阳红01船首次在南极发现海底热液与冷泉并存的现象，并获得了天然气水合物形成与海底热液活动密切相关的直接地质与地球物理证据。

‘肆’ 海底黑烟囱冒出的黑色液体被称为

海底黑烟囱冒出的黑色液体被称为深海热液。

深海热液又称为“黑烟囱”，主要是海底深处喷出的高温流体遇到海水时混合形成的“黑烟”，这些黑烟富含硫化物颗粒，流体成分主要是甲烷、二氧化碳和硫化氢，温度可以高达400摄氏度。

这些亿万年前生长在海底的“黑烟囱”不仅能喷“金”吐“银”、形成海底矿藏，具有良好的开发远景。而且很可能和生命起源有关，并具有巨大的生物医药价值。

深海热液喷口的发现过程

1979年阿尔文号在东太平洋洋中脊深度约2610-1650 m的海底熔岩上首次发现数十个冒着黑色和白色烟雾的烟囱，以及附近的铜、铁、锌硫化物堆积形成的丘体，并观察到约200-400℃的含矿热液从直径约15 cm的烟囱中以每秒几米的速度喷出。

后来在其他大洋（大西洋、印度洋、北冰洋、红海）、西太平洋弧后盆地也发现了许多黑烟囱及其热液硫化物，其中以东太平洋洋隆和大西洋洋脊的黑烟囱研究程度最高，并开展了浅部钻探。近期又在深水湖泊（东非裂谷、贝加尔）或海湾（新西兰、希腊）底部也发现黑烟囱及其金属硫化物。

2013年，英国科学家在加勒比海的开曼海沟，深达5000m的海底一个未曾探测过的区域，发现了一系列热液喷口。是发现的最深的海底热液喷口。

‘伍’ 海底黑烟囱冒出的黑色液体被称为什么

称之为海底热液。

科学家们通过多年研究发现，原来“黑烟囱”中冒出来的不是烟，而是一种黑色的高温液体。人们称之为海底热液。那些烟囱出口处的温度可以达到三四百摄氏度，不要说用手去触碰它了，即便是驾驶着潜水器接近那些“黑烟囱”，也要分外小心。

海底热液简介

热液喷口是海底的间歇泉，人们称它为海底热泉。1977年，科学家在加拉帕戈斯裂缝首次发现海底热泉。发现的热泉都分布在于太平洋和大西洋的海脊附近，平均深度为海平面以下2100米。海底热泉是指海底深处的喷泉。

原理和火山喷泉类似，喷出来的热水就像烟囱一样，发现的热泉有白烟囱、黑烟囱、黄烟囱。1979年，美国科学家比肖夫博士首次在太平洋2500米接近海底时，看到这一奇异的景象：蒸汽腾腾，烟雾缭绕，烟囱林立。经过仔细观察发现在烟囱林中有各种生物生存。

实际上，海底热泉的活动并不一定形成烟囱。

‘陆’ 海底的黑烟囱冒出的黑色液体是什么

海底的黑烟囱冒出的不是烟，而是黑色液体，被称为深海热液。
深海热液俗称“黑烟囱”，是大陆板块与海洋板块之间的火山口，有2多米高，形状与烟囱几乎一模一样，其附近的温度高达4℃。
热液硫化物是以下矿物之一大来源：铜、锌、铅、金与银矿，且副产物（co-orby-procts）有钴Co、锡Sn、Ba、硫S、硒Se、Mn、Cd、铟In、Bi、Te、镓Ga与锗Ge。据初步估算，仅红海中的热液硫化物中就有铁24万吨、铜16万吨、锌以及伴生的铅、银和金29万吨。

‘柒’ 早期的“原始海洋”是什么样子的和现在的海洋一样吗

地球曾经被海洋覆盖，地球的生命起源于海洋。然而，科学研究发现，早期地球上的海洋与现在完全不同。最初的海洋是什么样的？

“黑烟囱”附近生物链的生存环境与太古代生命相似。太古代没有绿色植物，也没有光合作用产生大量氧气。此外，光合作用也可能来源于水热溶液的“黑烟囱”。U、 美国科学家在5000米深处关闭潜水器的灯5分钟，并在热液喷口中发现了亮光。这种光显然被最早的生物所利用，并显示出高光合效率的优势，推动了生物的进化。因此，我们说生命的起源很可能是从海底的“黑烟囱”开始的。

‘捌’ 深海，科学家发现“第四种相”：物质并非只有固态、液态和气态

把 水变成冰块并不稀奇 ，可要是把 类水液体变成像水又像气呢？

不知道你见过这样奇妙的物质没，科学家却在深海发现了这样的 “第四种相”。

这种奇妙的物质就如同文章开头的描述一般， 你很难把它定义为某一种相态。

近年我国发现该物质的地点是 在 西太平洋深处 的一个深海热液区中。

这种“无相”物质是超临界状态的二氧化碳，同时这也是 全球首次在自然界中发现 超临界二氧化碳。

此项发现在科学界中还是引起了不少人关注， 为何二氧化碳会出现这样的形态，所谓的超临界状态又是什么？

为什么它的发现给 地球演化 提供了一个新的思路？

本文接下来就会对这些问题进行一个基本阐述，同时也跟大伙儿好好聊聊关于 超临界流体 这件事。

首先我们来捋一捋物质的三种相态， 液态、气态、固态是物质的基本相 ，想必这个不用多说。

但是物质并非只有这三种形态， 还存在一个临界点 ， 当物质处于这个临界点时就会形成一种超临界流体态。

超临界流体 在温度和压力上都远远高于液相和气相的临界点，同时它也不是固体。

它能够像缓慢运动的气体一般从多孔的固体中流出，同时还克服了 液体在质量传递里通过材料的传输限制能力 ，这使得超临界流体在材料传输方面远远 优于气体、溶剂化液体或者固体材料。

另外，如果在临界点附近略微的改变压力或者温度便会使得超临界流体发生密度变化， 因此这种物质在可塑性上比一般流体要强。

除了以上这些特点， 超临界流体 最神奇的地方在于它没有表面张力， 因为没了液相和气相的明确分界。

只需要调整压力和密度便可以更改物质特性， 使其更偏向于液体或者气体。

最重要的是它 在流体中的溶解度变化。

超临界流体 在恒定温度下的溶解度会随着 密度的增加而增加。

不过，当它接近临界点时， 密度 会随着温度的轻微升高会出现急剧下降。

因此 超临界流体 随着临界点的温度升高会出现多次溶解度变化。

实际上关于 超临界流体 的研究已经不是什么新鲜事，科学家很早就发现了这种物质状态， 并充分地利用这样的特性进行各种活动。

在天文学的研究中，科学家们就发现了这种 超临界流体 广泛存在于各类天体中，比如我们熟知的 金星 。

金星的大气是由96.5%的二氧化碳和3.5%的氮气，由于金星表面压力较高（9.3兆帕），温度达到了461摄氏度，这使得金星上的大气出现了一种超临界流体的状态。

这种现象同样还出现在一些大型气态行星上面， 比如木星和土星 。

这些巨型气态行星的内部气体温度远高于临界点， 主要由氢、氦组成 ，因此它们内部的超临界流体平稳过渡到一种 近似液体的状态。

但目前 海王星和天王星 科学家并不清楚，现有的太阳系模型还不能完全展现出所有天体的状态。

来到我们的地球，这种超临界流体就更加常见了。

比如说 石油行业的开采 ，大部分石油开采点都有气藏，而且基本处于超临界点。

比如甲烷这种气体， 它的临界压力在4.6兆帕，临界温度在零下83度左右 。

因此 甲烷 要形成超临界流体还是比较容易的，因为地层温度和压力处于超临界区的底部，并且靠近气相区，不过这也不是绝对。

根据我们前面所讲的 超临界流体的变化特征， 因此甲烷在开采过程中可能会呈现油藏，又或者是气液状态， 接近于挥发油，也有可能是凝析气。

这些变化需要看具体的 温度和压力 变化差异才能得知。

所以，从物质形态转变上来讲， 任何一种物质都有其自身的超临界流体状态。

那既然如此，为什么 二氧化碳 的超临界流体却引起了科学家们的注意呢？

这个问题还是要从超临界流体本身说起， 二氧化碳 的这种临界变化需要较为 复杂的环境 才能完成这种形态的转变。

我们先来看看下面这张图。

很明显，当它低于临界温度时， 随着压力的增加，气体二氧化碳会被压缩并冷凝成密度更大的液体 。

当它接近临界温度时，平衡 二氧化碳 气体状态的密度增高，这时液体的密度变低。

在临界点时，密度不会有差异，两相变成了一流相 。

因此，高于临界温度的 气体 不能通过压力液化。

简单来讲，二氧化碳的超临界状态必须同时满足 31摄氏度和73个大气压以上才能形成 。

但是这种环境要求在自然界中是极为罕见的， 因为能同时满足这种条件的地方几乎没有 。

然而， 在西太平洋深海的热液区 ，由于海底岩浆的活动，以及深海的压力作用， 使得二氧化碳有机会形成这种状态 。

深海热液区 是深海中最活跃的地区之一，由于地壳内部的热液循环作用， 使得流体被加热并形成对流。

这些流体在地底火山的作用下被带出， 被喷出的区域也被科学家们叫做“黑烟囱”。

西太平洋深海底部的热液流体中就包含较多的 二氧化碳 ，在二氧化碳的热液区域， 由于岩浆的脱气作用使得热液区深部不同物质相出现分离 ，热液流体中的二氧化碳因此也开始聚集起来。

热液区提供的温度和压力使得 二氧化碳能够以超临界状态出现 。

这是超临界态二氧化碳在自然界中被发现的第一点， 其二是这可能揭示了地球生命的起源 。

过去科学家在研究地球生命起源时，有一个假说就认为地球的 原始大气 来源于深海热液系统。

远古时期的嗜热菌可能是所有生物的祖先。 但是这种假说缺乏一种证据， 因为热液区域中缺乏氮 ， 这是合成氨基酸的关键元素。

此次发现不仅向人们展示了自然界中存在的超临界态二氧化碳，科学家们还在这种流体状态中发现了 大量的氮气成分，因此科学家也在推测这其中可能存在有机物。

如果研究进一步成立，那这极有可能在未来改变人们对于 生命起源 的认知。

所以说这次的发现可谓关系生命的未来和过去，人们又一次地认识到 地球内部的活动变化 会给生命带来怎样的改变。

另外在实际生活的应用里，这种 超临界流体 其实出现的地方还不少。

比如 干洗店 里的超临界二氧化碳。

如果在 可溶于二氧化碳的去污剂 中加入这中超临界流体，这便会极大地提升溶剂的去污能力。

类似的应用还包括 化学反应溶剂、浸渍、染色 等等。

另外在各类 化工产业和加工业里 也会出现对 超临界流体 的运用。

话说到最后，超临界状态流体到底是哪种相态呢？

严格来讲，这种流体实际上是较为稳定的处于在一个单相相区，它不属于任何一种相态， 但又是在三相之中接近于某种相。

只需要掌握物质的三相临界点和温度压力之间的关系，我们便能够制造出这种 超临界流体。

‘玖’ 海洋深处有奇奇怪怪的生物

在海洋深处无光、低氧，甚至酸性、温度梯度异常的极端条件下，有许多还未被人类发现的生物。近年来，随着科学技术的不断发展，机器人以及载人深潜器等相继被应用于深海科考，人们也陆续发现了这些神秘生物们。
由于无光，许多生物都没有眼睛或其他视觉器官；由于捕食的不易，许多深海鱼类具有锋利的牙齿；由于压力极高，它们的躯干进化为扁形、线形等，以适应特殊的环境。
可以搜索一下“热液口”、“冷泉”等海底特殊环境，会有许多你意想不到的生物照片。

‘拾’ 深海火山附近的螃蟹可以忍受400℃ 高温，它们就不怕煮熟吗

我们来看一下深海热液到底是什么东东。在海底地壳的深处，有很多被加热的高热水充斥在岩层的缝隙中，这些高热水有时会从海底地壳比较薄弱的地方喷出。当接触到海底较冷的海水之后，原来溶解在高热水中的矿物质变会立即析出，一层又一层地在喷口处堆积成“烟囱”的形状，因所含矿物质的不同，所堆积出来的“烟囱”颜色有所差别，常见的有白色、黄色和黑色等。

所以，海底的螃蟹，之所以能够生活在400摄氏度的热液附近，这既与它们的活动范围有关系，也与氢键在深海强大水压下结合力强有密切关系。倘若我们有幸捕捉到深海蟹，在正常的大气压之下，将水烧到100摄氏度放入，同样会破坏它们体内氨基酸分子中的氢键，蛋白质会很快失去活性，煮熟它们很轻松的。