在遙遠的中國南海，人們意外發現了深海中的壹片“綠洲”——“海馬冷泉”生物群落。在深海黑暗的深處，“海馬冷泉”為多種底棲生物提供了庇護，滋養了巨大的綠洲生命。
“海馬冷泉”在珠江口盆地海底發現的壹個巨大的活躍冷泉
冷泉是繼海底熱液之後的又壹重大發現。在海底沈積界面以下，甲烷、硫化氫或碳氫化合物等流體以噴湧或滲漏的形式從海底溢出，形成海底冷泉活動。
在世界主要海域的不同海洋沈積環境中都發現了羽流。目前，根據多波束水資料已發現數以萬計的冷泉滲漏點，至少有100個活躍的甲烷滲漏區，主要分布在大陸邊緣。據估計，海底冷泉每年向海洋泄漏的甲烷總量可達40萬~ 654.38+02.2萬噸，是大氣中甲烷的重要天然來源之壹。此外，埋藏淺、飽和度高的天然氣水合物往往發育在冷泉附近，是研究天然氣水合物分解後甲烷泄漏和運移機理的重要窗口。因此，開展冷泉調查研究具有重要的科學意義。
我國近海主要有7個冷泉區，其中沖繩海槽1冷泉區發現於東海，其余6個冷泉全部分布於南海。2065438+2005年3月，中國地質調查局廣州海洋地質調查局(以下簡稱“廣海局”)利用我國自主研發的4500米無人潛航器(ROV)，首次在珠江口盆地發現了壹個巨大的活躍海底冷泉，並命名為“海馬冷泉”。隨後幾年，廣海局不斷升級“海馬”號ROV的技術裝備，組織多次大型“海馬冷泉”調查享受航程，聯合國內各大海洋大學和科研機構綜合運用多種高精度調查設備，進行系統規模的冷泉調查研究。
基於多平臺技術的突破，“海馬號”為我們打開了“海馬冷泉”新世界的大門，絢麗多彩的冷泉生物群落華麗登場...
初級生產者化學能自我維護產品
海水中的厭氧古菌和硫酸鹽還原菌積極參與冷泉流體中甲烷氧化和硫酸鹽還原的化學反應，為化能自養生物提供碳源和能量。
當甲烷與溶解氧很少的海水接觸時，就會生長出特殊的細菌。這些細菌消耗海水中的甲烷和硫酸鹽，並釋放硫化氫。雖然硫化氫對大多數動物有毒，但化能自養生物可以利用這種化學物質作為食物，最終供應異養生物所需的能量和碳源。因此，這些自持的化學物質成為了冷泉生態系統的主要生產者。
“海馬冷泉”區海底覆蓋著直徑幾厘米至數百米的白色或橙色菌墊。這些細菌通常由大型硫氧化細菌(化能自養生物之壹)組成。巨型細菌的適應性縮小了氧供應和電子供體的差距，所以它們經常出現在總耗氧量高、甲烷溢出量大的冷泉中。
主要消費者是底棲生物，如貽貝、蛤蜊和管狀蠕蟲。
化能合成細菌和古菌構成了冷泉食物鏈的底層，支撐著多種底棲生物，包括深海雙殼類(蛤、蚌、帽等。)、蠕蟲(管狀蠕蟲和冰蟲)多毛類和其他初級消費者。
由於化能合成蛤(學名“伴侶蛤”)可以通過在腳上紮根沈積物來收集硫化氫，所以它們通常生活在“海馬冷泉”中甲烷大量泄漏的區域。硫化氫隨著甲烷液體向上溢出，蛤蜊依靠鰓中的硫氧化細菌獲得營養。有了穩定的硫化氫供應，這些蛤蜊可以活壹個世紀，長到15厘米以上。
在“海馬冷泉”發現的深海蛤蜊可以延伸到數百米之外，特別壯觀。同樣，深海蛤蜊的鰓中也有大量化能自養細菌。通常貽貝只出現在活躍的冷泉口，是冷泉生態演替循環中最早的生物群落之壹。
作為世界上壽命最長的大型底棲生物，在“海馬冷泉”地區發現的最長管蟲可達1.6米。通常管狀蠕蟲只出現在冷泉流速低的環境中。在冷泉發展後期，當冷泉流速降低時，管狀蠕蟲取代原來的貽貝成為主要種類。它們沒有嘴和消化系統，靠自身組織中細菌產生的營養物質為生。這些細菌從冷泉流體中獲取硫離子，從海水中獲取氧氣，合成管狀蠕蟲生存所必需的有機物質。由於管狀蠕蟲可以將“根”伸向基巖壹米以上，所以即使硫化氫在地表完全耗盡但仍存在於地下，管狀蠕蟲仍然可以成群生活。
二級消費者魚、蟹、海星和其他生物。
除了貽貝、蛤蜊、管狀蠕蟲等冷泉的標誌性生物群落，“海馬冷泉”還聚集了多種底棲生物，如鰻魚、阿爾文蝦、甲蝦、海星、海螺、海蛇尾等，構成了冷泉生態系統的二級消費者。
通過“海馬”號ROV的水下攝像功能，研究人員在“海馬冷泉”區域發現了壹幅生機勃勃的生態景象:蜘蛛狀的白蟹和巨大的帝王蟹悠閑地在海底的冷泉中，狼吞虎咽地吞食著壹切能吃的東西；形似蚯蚓的軟紫色海參相互纏繞，成群分布，以區別於貽貝群落；微小的盲褐蝦、扇貝、甲蝦、海鰓、海蛇、魚等。，聚集在密集的細管昆蟲叢林中上下盤旋，形成壹個小生態系統，非常熱鬧！
第三級消費者:章魚、王腳等深海食肉物種。
不僅是魚、蟹、海星等二次消費者隨處可見。在“海馬冷泉”地區甚至發現了巨型章魚。最令人驚訝的是，在深度近1400米的“海馬冷泉”底部，“海馬”號ROV成功捕獲了兩條“世界上最大的昆蟲”——長達25厘米的國王足蟲(俗稱深海水虱)。
深海水獺是典型的深海肉食性物種。除了以魚、蟹、蝦、魷魚、鯨魚的屍體為食外，還主動捕食壹些行動緩慢的海洋生物，如海參、海綿、線蟲、放射蟲等底棲動物，成為冷泉生態系統中的第三級消費者。這些大型生物最終會被微生物分解，從而回歸自然，形成完整的冷泉生態系統。
(作者單位:中國地質調查局廣州海洋地質調查局)