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“死亡”海底湖的形成之谜

看过动画片《海绵宝宝》的人,一定会对里面奇特的海底世界印象深刻:眼前是蔚蓝色的大海,脚下是土黄色的沙滩,身边还有深蓝色的湖泊,海绵宝宝及其同伴在沙滩上工作生活,逗一逗海洋生物,时不时还能泛舟湖上。这实在是太奇怪了,且不谈在海底沙滩上能否像在陆地上那样自在生活,海底怎么还有湖泊呢?大江大河每日流入海洋那么多水,瞬间就与海水融为一体,一个小小的湖泊落入海洋,难道还能维持原状吗?

但其实海底真有湖泊,还不止一个。

海洋探秘惊现海底

海洋占了地球绝大部分表面,但因为人类无法适应海洋环境的缘故,长期以来,人类对海洋不太了解。这种情况直到近年才开始改变,人类制造了越来越多海洋深潜器、水下机器人等高新设备,它们就像一双双眼睛,带领人类领略了海洋风光和水下奇迹,其中一个奇迹就是位于美洲大陆的墨西哥湾海底的海中湖。

这个海底湖泊周长约30米,湖深可达5米,位于墨西哥湾海面以下1005米处。在水下机器人的镜头下,略显浑浊的湖泊能明显地与海洋区分开来,湖水微微荡漾,波浪有规律地拍击着“岸堤”。不过,虽然海底有湖泊有沙滩,但与《海绵宝宝》不同,这里没有生机勃勃的海绵、海星、鱼群、虾蟹。湖泊的“岸堤”上分布着许多大小不一的凹坑,注满了墨蓝的湖水,与周边热闹的海床相比,“岸堤”就像人烟稀少的郊区,除了一群群呆立不动的白毛贻贝,几乎没有什么生物在此驻留。

与之相似,乍一眼看去,海底湖就像一个“墓地”,湖面上漂浮着许多鱼虾的尸体,却看不到任何游动的活物。经验丰富的鱼儿甚至会专门绕开海底湖,如果迫不得已必须经过,它们就会游得比之前更快,快速通过这片区域,仿佛怕沾上什么“脏东西”。偶尔有那么几只“涉世未深”的小鱼小虾,匍匐着爬到湖边,如果一不小心栽入湖中,再浮起来时已经变成了一具具“干尸”。

“死亡”海底湖的形成之谜

这个发现让科学家们感到奇怪,为什么海底湖不会与周边海水融合在一起,而且湖水中还有这么多水生动物的尸体呢?

后来,科学家在其他地方的海洋中也发现了海底湖,比如南极海岸附近、黑海和红海水下数百米等。研究了这些海底湖的共性后,科学家猜想,海底湖的种种异象可能是因为其中含有大量的盐分。

南极表面漂浮着大量浮冰,因为浮冰的形成导致海洋淡水减少、盐分剩余,盐分沉到下层海水,导致最下层的海水含盐量大幅度升高;黑海和红海都是相对闭塞的海域,海水循环量少,蒸发量大,留下大量盐分沉到海底。海水含盐量越高,密度越大,慢慢与其他区域的海水区分开来。

墨西哥湾海底的湖泊成因与此相似。亿万年之前,墨西哥湾区块因为地质运动而从北美板块分离出来,下沉成为一个几乎孤立的浅海湾盆地,海水的流动和循环变得缓慢。随着海水的蒸发,海湾盐度不断升高,久而久之,盆地最终累积起了厚达数千米的盐层。随着时间的推移,墨西哥湾继续下沉,周边碎石不断沉积在盐层上面。压力的增大和碎石的沉积推挤着盐层和岩层,岩层开裂,高浓度的盐就会沿着裂隙流出,聚集到附近低洼的海底,使得一部分海水的盐度异常升高。

这些海水盐度是普通海水的3至10倍,因而密度也极大,只能沉在普通海水下面,形成稳定的分层,如果没有剧烈的搅动,是不会和普通海水混合在一起的。它们看起来就十分地泾渭分明,也就形成了我们看到的海底湖泊。

成也萧何,败也萧何,海底湖的形成得益于盐分,过高的盐分却也限制了生物的生存。我们腌制腊肉和咸鱼时会用大量的盐将生物体内的水分渍出来,同样地,一旦有生物误入海底湖,它们体内的水分也会大量流失,最终变成一具具“干尸”浮在湖面上。

海底湖的独特生态圈

不过,虽然普通生物无法在海底湖中生存,科学家却也在其中找到了一些特殊的生物,比如细菌、管虫和贻贝。它们是如何在湖中生存的呢?

这是因为海底湖中不仅有盐分,还有大量甲烷、硫化氢以及其他富含碳氢的化合物。这些化合物虽然对许多生物都是有毒有害的,但却是甲烷菌难得的养分,甲烷菌能将它们转化成生长发育所需的能源,因此这些化能自养的微生物会在此聚集生存。而聪明的贻贝会“豢养”许多甲烷菌,它们壳上那些“白毛”就是甲烷菌群落,贻贝以甲烷菌转化后的产物为食,得以在海底湖存活下来。除了贻贝,这里还生存着某些虾类、螺类以及管虫,它们都靠与甲烷菌共生而活。

这个独特的“生态圈”给了科学家重大的启发,或许会帮助他们加快寻找地外生命的步伐。火星是地球的邻居,它的距日距离、大气组分、星球大小等都与地球相似,这让人们始终保持着这样一种期待,火星上也许存在着生命,未来人类可以移民火星。可是,火星缺少生命形成的必需条件——液态水,这似乎又让人们的期待落了空。但科学家在火星上找到了液态水:2020年,科学家在火星南极的冰盖下发现了3个液态湖。

15亿年前,火星磁场消失、大气稀薄,无法对抗太空辐射、平衡地表温度,以至于地表的液态水要么蒸发汽化,要么冻结成冰,难以被生物利用。而火星南极冰盖下之所以还能存在液态湖泊,科学家猜想,这是因为地壳和冰盖有保温作用,再加上水中溶解了大量盐分,降低了水的冰点,使得这些水至今还能保持液态。按人们过去的想法,又冷又咸的火星湖泊不可能有生物生存,但是同样条件恶劣的海底湖都能有生物生存,为何生物不能在火星湖泊中生存呢?未来,等我们具备了相应的技术条件,就可以钻到火星的南极冰盖下,抽取水体样本进行检测,到那时,也许我们就能见到真正的外星生命。

世界之大,无奇不有,我们对这些奥秘的了解还很少。

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