大西洋“无风带断裂带”海底裂缝，科考队发现2个新的热液喷口场

本文来源于海潮天下（Marine Biodiversity）

▲科学家在大西洋无风带巨型转换断裂带发现了2个罕见的热液喷口区。这一活跃的地质带横切了中大西洋脊，其独特的混合机制将传统火山喷发与地幔岩石接触海水产生的蛇纹石化反应结合，为深海生态系统提供能量。©Schmidt Ocean (CC BY-NC-SA)

施密特海洋研究所的“法尔科2号”科考船近日又有了新发现！它在赤道附近的大西洋多尔德鲁姆斯大断裂带完成了35天的深海调查，这片区域距离巴西东北海岸大约800英里。科学家在这片过去很少被探索的活跃地质带上，首次发现了2个罕见的混合型热液喷口区。其中规模较大的一个占地约99000平方米，相当于14个足球场大小，包含了23个热液喷口，其中13个是正在喷射超高温流体的活体黑烟囱。在这里，温度高达280摄氏度的热液滋养了成千上万只盲眼阿尔文虾、海葵和螃蟹，这些生物完全依靠利用热液化学物质的化能合成细菌生存。

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出品 | 海潮天下

在距离巴西东北海岸约1300公里的大西洋深处，没有阳光，也没有任何陆地作为参照。这里的海底终年漆黑，海水温度接近冰点，看起来像是一片沉寂已久的世界。

但就在这片黑暗中，海底裂缝突然喷出一股股温度高达280摄氏度的热液，夹杂着金属矿物形成滚滚“黑烟”。令人意外的是，在这些喷口周围，竟然生活着密密麻麻的盲虾、海葵、螃蟹等生物，组成了一个与地表截然不同的生态系统。

让科学家惊讶的是，这样的热液喷口竟此前一直没有被发现。

上图中央的黄色点处，便是此次科考发现的热液喷口区所在之处。

2026年，施密特海洋研究所（Schmidt Ocean Institute）组织的一支国际科研团队，在大西洋“无风带断裂带”（Doldrums Fracture Zone）开展了为期35天的深海考察。就在这个过去几乎没有人深入调查过的海域，研究人员一举发现了两个全新的热液喷口区，也让这片长期默默无闻的海底区域重新进入科学家的视野。（海潮小编注：在气象学和航海学中，赤道附近的低压槽、多雨且风力微弱的区域被称为“Doldrums”，中文常译为“赤道无风带”、或者“无风带。）

很多人听说过大西洋洋中脊，却很少听说过转换断裂带。

如果把洋中脊比作地球表面不断“生长”的伤口，那么，转换断裂带就是把这些伤口横向连接起来的一条条巨大裂缝。长期以来，科学界普遍认为，热液活动主要集中在洋中脊轴部；像这些断裂带虽说规模颇大，却没有那么“热闹”，因此受到的关注也少得多。

大西洋“无风带断裂带”（Doldrums Fracture Zone）大概位置。它的核心位置位于大西洋中部的国际公海海域，大约在赤道以北、距离巴西东北海岸约800英里的地方。

这次科考发现的无风带断裂带，就是一个横跨赤道、規模巨大的转换断裂带系统。它切断了地球上最长的海底山脉——中大西洋脊，还因为深邃的裂隙将冰冷的海水引入地壳深处，与地幔岩石发生化学反应，从而形成了科学家们这次看到的新型热液喷口。它横跨赤道附近的大西洋，远离航线，也远离各国专属经济区，几十年来就一直就没做过系统调查。

此次考察改变了这一局面。

研究团队先是利用多波束声呐绘制海底地形，再派出自主式水下航行器进行高分辨率测绘，最后由遥控潜水器SuBastian下潜，对可疑区域进行近距离调查。随着潜水器缓缓靠近海底，监视器上开始出现熟悉的景象：不断翻滚的黑色热液、烟囱状矿物堆积，以及大量聚集在喷口附近的生物。

▲ROV SuBastian在将近3890米深的海底采集热液喷口烟囱岩石样本。科学家在横切中大西洋脊的无风带巨型转换断裂带发现了2个罕见的混合型热液喷口区，这里的热液机制结合了火山喷发与地幔岩石接触海水产生的蛇纹石化化学反应。©Schmidt Ocean (CC BY-NC-SA)

最终，科研人员确认这里存在两个此前未知的热液喷口场。

其中规模较大的一个，面积大概有9.9万平方米，相当于十多个标准足球场，分布着23处热液喷口，其中13个仍在持续喷发。研究人员测得喷出的热液温度最高达到280摄氏度，并采集了热液、岩石以及多种生物样品。另一个喷口场距离前者约170公里，规模较小，却同样保持着活跃状态，是在整个航次接近尾声时发现的。

这些喷口最吸引人的倒还不是温度，而是它们维系生命的方式。

在地球表面，绝大多数生态系统都依赖太阳。植物通过光合作用固定能量、进而支撑起整个食物网。可在数千米深的海底，没有任何阳光能够抵达，这里的生命选择了另一条道路。

深海热液喷口的矿物烟囱上，密集聚集着大量热液虾。它们主动停留在富含化学物质的热液与含氧海水混合的区域，利用栖息在体表和体内的化能合成共生细菌，将喷口释放的硫化物等化学能转化为自身营养来源。由于阳光无法抵达这一深度，此类生态系统完全依赖化能合成作用——细菌以热液化学物质为能量基石，支撑起深海食物链的基础。（图片来源：©ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute）

热液中富含硫化物、氢气等还原性物质。一些微生物能够利用这些化学物质获取能量，并将二氧化碳合成为有机物，这一过程被称为化能合成。它们相当于深海里的“生产者”，为盲虾、螃蟹、海葵以及其他生物提供了整个生态系统赖以存在的能量来源。

也正因为如此，热液喷口常被称为深海中的“生命绿洲”。

▲天真女皇号（The Childlike Empress）自主水下航行器准备下潜执行测绘任务。自主水下航行器“童女皇后”号在“法尔科2号”科考船旁航行，随后它将下潜至数千米深的海底。科考队先利用船载声呐进行大面积扫测，再由“童女皇后”号进行高分辨率精密测绘并收集环境数据，这些精准的地图帮助科学家快速锁定了具体坐标，从而在极短时间内发现了2个新的活动热液喷口区。©Alex Ingle / Schmidt Ocean Institute (CC BY-NC-SA)

这两个新发现喷口形成的原因，引起了研究人员的浓厚兴趣。

通常来说，热液系统的热量主要来自地下岩浆。海水沿岩石裂隙渗入地下，被岩浆加热后重新喷出海底，并携带大量矿物质。

但无风带断裂带的情况似乎更加复杂。研究团队发现，这里的热液活动不仅受到岩浆影响，还可能与一种叫做蛇纹石化作用（serpentinization）的地球化学过程有关。当来自地幔的超基性岩与海水接触时，会发生一系列化学反应，不仅能够释放热量，还会持续产生氢气等富含化学能的物质，为微生物提供额外的能量来源。

▲在“法尔科2号”科考船的主实验室里，科学家们正在仔细观察从无风带巨型转换断裂带采集到的一批海底岩石样本。此次科考的核心发现之一表明，转换断裂带系统在将海水引入海洋地壳并重新释放回海洋的过程中。©Alex Ingle / Schmidt Ocean Institute (CC BY-NC-SA)

目前，世界上已知兼具这两种供能机制的热液系统并不多。大西洋著名的“失落之城”热液区（Lost City）是其中最典型的例子。这个无风带的新发现说明，这类特殊环境可能并不像过去认为的那样罕见（只不过以前人类没有认识到罢了。正所谓：我们不知道我们不知道那里有什么）。

除了热液喷口本身，科研人员还有另一个意外收获。

▲首席科学家大卫·卡雷斯在“法尔科2号”科考船的计算机电子实验室里，与自主水下航行器团队讨论测绘任务计划。科学团队首先利用船载声呐对该区域进行大范围扫测，随后派遣“天真女皇”号自主水下航行器下潜，获取高分辨率海底地图并收集环境数据。这些精细的地图让科学家得以精准锁定下潜坐标，从而在极短时间内指引“苏巴斯蒂安”号遥控潜水器找到了2个全新的活动热液喷口区。©Alex Ingle / Schmidt Ocean Institute (CC BY-NC-SA)

在几乎每一次深潜过程中，他们都观察到沿断层和裂隙分布的热液活动。这意味着，转换断裂带可能远比过去认识的更加活跃。海水能够沿着这些裂缝深入洋壳内部，再携带热量和化学物质重新返回海洋，在地球内部与海洋之间建立起持续的物质交换通道。

如果这一认识得到更多证据支持，那么人们对全球热液循环的理解或许需要重新调整。过去被视为“配角”的转换断裂带，可能同样承担着重要作用。

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▲管眼鱼 (Winteria telescopa)，科学家在710米深的海底记录下的活体。这种深海鱼头部半透明，眼睛管状。过去科学界对该科鱼类的认识基本局限于渔网拖网采集到的残缺标本。大多数鱼类的眼睛长在身体两侧以获取宽阔视野，但它平行的管状眼睛向上生长，能灵敏地捕捉到来自上方极其微弱的阳光与生物发光。这一深度相当于一座超级摩天大楼的高度。©ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute(CC BY-NC-SA)

▲科考队在下潜中观测到了2只极其罕见的大鳍鱿鱼。大鳍鱿鱼是目前已知栖息深度最深的鱿鱼，最显著的特征是长达8米、如丝线般纤细的触手。此次观测到该物种的位置位于海平面以下大约3634米深处。©ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute(CC BY-NC-SA)

深潜过程中，摄像机还记录到不少罕见的深海生物。

其中包括极少被拍摄到的大鳍鱿鱼（Magnapinna）。这种神秘头足类的触腕异常细长，身体悬浮在海水中时，仿佛几根细线垂向海底，至今科学家对它的生活方式仍知之甚少。

团队还拍摄到管眼鱼等深海鱼类以及多种珊瑚生物群落，为这一海域补充了新的生物多样性记录。

▲科考队在2010米深的海底拍摄到了由深海八放珊瑚组成的群落，其中包括一株形态舒展的虹珊瑚。这类珊瑚的茎干高大、呈螺旋状上升，常被形象地称为“烟花珊瑚”。此次调查的区域位于国家管辖范围以外的公海。自2026年1月《联合国海洋生物多样性协定》（BBNJ协定）通过以来，施密特海洋研究所已在国际海域开展了多次此类针对深海生态系统的探索航次。©ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute(CC BY-NC-SA)

▲来自圣埃斯皮里图联邦大学的达妮埃拉·耶佩斯·瓜里萨斯博士正在“法尔科2号”科考船的控制室关注监控屏幕。此时，科学团队正通过“苏巴斯蒂安”号遥控潜水器来记录海底的地质景观与深海动物。该潜水器通过一根多功能脐带电缆与母船相连，这根电缆是连接水下机器人与船上控制室的纽带，负责传输驾驶指令、提供电力并实时传回高带宽的深海数据。©Alex Ingle / Schmidt Ocean Institute (CC BY-NC-SA)

▲上图：遥控无人潜水器（ROV）SuBastian完成下潜作业后返回甲板。科考队员随即回收其在深海采集的沉积物柱状样、岩石标本及生物样品，并送往船上实验室进行分析。ROV 通过一根特制的脐带缆与母船相连——这条多用途缆束既承担操控指令传输、电力供应，也实时回传探测数据，是水下机器人与控制室之间的关键纽带。（图片来源：©Alex Ingle / Schmidt Ocean Institute）

直到今天，人类虽已能够绘制月球和火星的大范围地形图，但对于地球自己的海底，仍有大量区域缺乏详细调查。像无风带断裂带这样长期无人问津的地方，依然可能隐藏着未知的地质过程和全新的生态系统。随着越来越多先进探测设备投入使用，这些沉睡在黑暗中的秘密，才刚刚开始被揭开、被人类认识到。

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资讯源 | Schmidt Ocean Institute

文 | 王海诗

排版 | 卢晓雨

时间 | 2026年7月

联系小编 | editor@oceanbiodiversity.cn

参考资料
https://schmidtocean.org/the-doldrums-fracture-zone-is-anything-but-dull/

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