一半是海水，一半是火焰

　　热液喷口是海底的裂缝，地热加热的水从裂缝中流出。它们通常出现在火山活跃的地方、构造板块扩张中心等区域附近，例如东太平洋海隆和大西洋中脊这两个构造板块。

　　

　　当科学家于 2014 年在北冰洋中发现一个热液喷口时，并没有立即意识到这个发现是多么令人兴奋。

　　最早发现极地喷口的这些科学家觉得：“好吧，虽然在北冰洋是第一次发现海底热液喷口，但这个喷口平平无奇，没有肉眼可见的动物，没什么特别。让我们下班回家吧。”

　　然而，经过进一步分析和 2019 年的后续考察，其他研究人员宣布这是一个非常重要的伟大发现。

　　新来的这波科学家们认为，这个热液喷口——以及其他一系列位于北冰洋裂谷底的喷口——将改变人类对超缓慢扩张的海洋中脊的理解，并可以作为一个地球上的天然实验室，帮助寻找外星生命！

　　

　　近日，他们把这项研究发表在期刊《自然通讯》上，阐明了为什么极地海底的喷口能跟外星生命挂上钩——这里是一个承载非生物有机合成的地质环境。

　　冰冷海洋底部的热液喷口，让人联想到王朔的那本让人读了堵得慌的书：一半是海水，一半是火焰。那种混沌与格格不入的比喻状态，在自然界中却正是研究与生命起源、寻找地球以外生命相关有机合成的好地方。

　　

　　既然极地海洋深处是可以为生命提供适宜居住条件的，那么土卫二、木卫二这样冰层下具有海洋环境的太阳系天体很可能也是如此。

　　对于极地来说，曾经学术界一致认为小型火山系统无法维持足够长的热液循环催生大的矿床并形成喷口，但对于极地喷口地点的调查结果表明，该地点的宽度超过 100 米——这对于缓慢扩张的山脊上的火山喷口来说异常大。

　　

　　这张照片是从北冰洋加克尔海岭热液矿床中俯瞰这些高大的石笋状热液喷口。

　　看见"烟囱"顶部附近的淡奶油色的“斑点”了么？那代表了一种可能存在于土星卫星土卫二上的以地热为燃料的微生物生命。

　　有种理论认为，生命可能起源于热液喷口——氨基酸合成发生在地壳内，这些氨基酸随后与热液一起被喷射到较冷的水中，变成原始细胞。

　　这是一个有吸引力的假设，因为 CH 4（甲烷）和 NH 3（氨) 确实存在于热液喷口地区，这是地球原始大气所不具备的条件。

　　而多种极端微生物和其他生物直接生活在深海喷口周围，这表明该理论确实是一种可能的情况。其中，一种多毛纲（Polychaete）的蠕虫，因其有趣的外表曾经形成了一股ps热潮（←左边那张是生图，人家真就长这样）。

　　

　　对于生命起源研究来说，目前只有不到十几个类似的海底热液环境，而这些系统排放的流体在化学上彼此差异很大。每一个新的发现，都将改变、完善人类对原初微生物和地球化学过程的理解。

　　传统上，生命被视为由来自太阳的能量驱动，但深海生物无法获得阳光，因此热液喷口周围的生物群落必须依赖于周围“尘土飞扬”的化学沉积物和热液中的营养物质。

　　

　　根据 2020年出版的《基于化学合成的生态系统 CBE》一书所述，与周围的海底相比，热液喷口区的生物密度要高出 1 万到 10 万倍——这被认为是一种基于化学合成的生态系统。

　　这里能够维持如此大量的生命，其初级生产力不再依赖太阳，而是化学自养——依赖于化学合成细菌作为食物。

　　这些细菌使用来自热液喷口的硫化合物，特别是硫化氢——对大多数已知生物具有剧毒的化学物质，通过化学合成过程产生有机物质。

　　

　　汝之蜜糖，吾之砒霜。剧毒硫化氢反而是它们的生命之源。借由此，已知外星环境中，探寻到生命的可能性大大增加了。

　　最后多说一句题外话，《一半是海水一半是火焰》中的人物，净干出一些猫子所不能理解的“有毒”行为、做出“有毒”的选择——那或许和海底无人知晓的生命一样，只能归于环境造就了一切吧。

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