深海热泉:水深火热中的海底闹市

看着波涛汹涌的海面，你是否设想过深海底部是什么样子？那里既没有阳光，也没有来自陆地的营养，只有无边的黑暗、寒冷和死寂，就像海底的沙漠……

的确，深海底部的大多数地方极度贫瘠，只是零星散布着一些居民，它们唯一的指望就是从几千米之上的海面缓缓降下的食物碎屑――这些碎屑主要由浮游生物的尸体或粪便组成，形如飘落的雪片，被称为“海雪”。大部分海雪在降落的过程中会被其他生物抢光，能够落到海底的少之又少，海底的居民们很久才能吃上一顿，然后在无尽的黑暗中等待下一次天降甘霖。

但是，海底也不全是沙漠，也有热闹的地方，甚至有繁华的“大城市”。那里虽无灯火通明，却也烟囱林立，寸土寸金，有生产，有消费……

万物生长靠烟囱

在陆地和浅海，绝大部分能量都来自太阳。植物依靠光合作用合成含有能量的物质，动物和微生物则靠“燃烧”这些物质获得能量。在没有阳光的深海，能量也来自可以“燃烧”的还原性物质。

许多生物可以靠海面接济食物过活，有时只是零星几片海雪，幸运时能有一块沉木，如果有一具鲸鱼尸体，那就是一笔飞来横财了，足以吸引大批海底居民赴宴。

这些生物的食物来源，归根结底还能找到光合作用的头上，而在更为繁华的海底聚居地――深海热泉，居民的生活方式就有些挑战想象力了。它们的“燃料”是硫化氢之类的还原性物质，而与植物光合作用相对的，则是细菌氧化这些物质获取能量的化能合成作用。

深海热泉一般分布在板块边缘的火山带上，其实它们自己就有点像火山――渗到地壳中的海水被接近地表的熔岩加热、溶解，裹挟着许多矿物质，从热泉口喷出来。典型的如硫化物热泉，其中的矿物质会在喷口处结成黑糊糊的烟囱，高的能有十几层楼高，还不停地往外冒黑烟；烟囱壁上和烟囱周围，都密密麻麻挤满了螃蟹、贝壳之类的生物――当1977年，科学家们循着海水温度慢慢地往偏高的方向探寻，第一次找到深海热泉时，呈现在他们眼前的就是这样一幅怪诞景象。如果不是亲眼所见，真难以相信，在不见天日的海底，竟有这样一群不靠沐浴阳光，而是靠冒黑烟的“大烟囱”存活的生命。

如同人类社会，海底城市的居民也有分工与合作。将大烟囱喷出的还原性物质进行化能合成作用的微生物就是城市的生产者，其他生物都要从生产者身上获取能量：有的螺类像牛羊吃草一样直接啃食这些细菌；有的螃蟹在自己身体表面养了一群细菌，不时收割一回；而聪明如管状蠕虫者，干脆在自己体内养着细菌，与它们共生，连吃的步骤都省了。

既然生产者都要靠烟囱，其他人全要靠生产者，难怪大家喜欢挨挨挤挤住在烟囱附近。可要想住到烟囱口，也不是那么容易的。海底热泉口喷出的海水非常烫，有时甚至可达三四百摄氏度（如果在海面上，这水早就沸腾了，因为海底压力很大才得以保持液态），而底层海水则是冰冷的，温度低至将近零摄氏度，只有少数耐热本领超群的古细菌，才有机会抢占烟囱口第一排。当然，前面几排的位置都颇具挑战性，有些蠕虫生活在烟囱外壁，脚踩80摄氏度的滚烫“地板”，头顶着只有2摄氏度的海水，这冰火两重天的生活真不是人人都忍得下来的。

再接下来，在温度比较宜人的地方，就得看大家抢位置的本事了。蠕虫和贻贝往往见缝插针，找到空位就原地不动，坐享体内细菌的化能合成产物。不过，热泉的世界变化也很快，科学家曾发现，东太平洋的一处热泉口原本满是蠕虫，过了几年再去看，那里不知什么时候已经换成一批贝类了。

深海热泉这些建在烟囱上的城市，其实范围不大，只局限在烟囱口附近一小块地；也并不能长久，热液喷发结束，就曲终人散了；更惨的是，城市与城市之间还离得特别远，最近的城市在几百公里以外也有可能。可是，只要新的海底热泉口一产生，周围就会迅速崛起一座新城。这些新兴城市的居民都是怎么搬来的呢？

有些细菌是一直都在的。在荒凉的海底沙漠中，分布广泛的化能合成细菌就蛰伏在沉积物里，等待时机。这样，不论新的海底火山在哪里喷发，都有一小撮细菌在那里等着。等到新烟囱带来丰富的还原性物质，它们就可以大量增殖，充当新城的开拓者，恭候更多生命到来。

另一些生物没有办法在海底处处潜伏，它们的幼体随着深层海流搭顺风车旅行，直到遇上下一处适宜定居的地方。如果热泉被视为城市的话，这些海流无疑就是穿越沙漠连通城市的“丝绸之路”了。

但是这还不够。有时深海热泉之间相距实在太远，就算搭顺风车也难以跨越茫茫沙漠。这种时候，就只能靠天降甘霖形成沙漠中的绿洲，让这些海底流浪者们歇歇脚：沉入海底的鲸鱼尸体是再合适不过的中转站，它们分解形成的硫化氢等物质与“黑烟”一样能成为热泉居民赖以生存的燃料。而这些临时小城中的生活，又能讲另一个故事了。