本文的内容

1.深海冷泉是什么？2.什么是冷泉生态系统？3.深海温泉生态系统的能量来源？4.冷泉系统是如何形成的？

深海冷泉是什么

很长一段时间，由于探索能力的限制，人们对海洋的认识仅限于洋面以下数百米的水层，对深海知之甚少。直到最近几十年，随着海洋勘探技术和设备的升级，科学家们发现海底深处并不是一片荒芜，而是有一片郁郁葱葱的& quot绿洲& quot在沙漠般的深海平原上

无数的贝、虾、蟹在这里发育，一层又一层活跃和死亡的海洋生物令人震撼和兴奋。它是& quot冷泉& quot深海生态系统的一部分。

到底什么是& quot冷泉& quot？作为一名海洋地球物理学家，我有幸登上了& quot海洋六号& quot船，通过4500米深海无人遥控潜水器，亲眼见证了这一深海海底奇观的发现过程& quot河马& quot中国自主研发。

2015年5月，南海微风习习，平静如湖。& quot海洋六号& quot科考船载着几十名科研人员朝着预定的目标区域全速航行。到达目标区域后，立即开始了紧张的准备工作。首先，母舰& quot海洋六号& quot是动态定位的，所以海马的深潜器是& quot钉钉& quot通过母舰到达预先设计的目标点。一切正常后，仪器才下水，命令是& quot海马& quot就像一个& quot风筝& quot那个被释放的，拖着长长的& quot尾巴& quot(铠装通信电缆)慢慢进入海底。

潜水器的各种信号从控制室的监控屏幕传来，监控屏幕上显示着潜水过程中海水的场景。起初可以看到淡蓝色的海水，阳光透过海面斜斜地照进海水，仿佛透过原始森林照进森林。渐渐地，越来越暗，到最后，除了海马本身的一点点光亮，周围几乎全暗了下来。正当每个人的兴趣都在减弱的时候，& quot海马& quot灯全亮了，而且已经快到海底了！然而，映入眼帘的海底只是一片淡黄色的寂静，弥漫着单调的灰色。除了一两只海参和海葵，几乎没有任何生命迹象。

因为有了前作的基础，& quot海马& quot继续向预定目标巡航。突然，监视器屏幕上出现了几只河蚌。我们往前走，越来越多的蚌类出现了。然后，逐渐出现了越来越多的贻贝、银耳垫、白色甲虾、匍匐的暗红色管虫。最后，各种& quot冷泉& quot生物映入眼帘，相互重叠，仿佛来到了丰收的人工海鲜养殖场。这是海底& quot绿洲& quot3354 & quot冷泉& quot生态系统。

在我们正常的认知下，生物的生存和生长需要氧气和营养。在1000多米的深海中，虽然海水中的氧气含量比较稀薄，完全可以支持生物的生存，但是生物生长发育所必需的营养物质从哪里来呢？

就在我疑惑的时候，监控屏幕上又一串细细的或密密麻麻的气泡浮出了海底。作为& quot海马& quot走近了，看到气泡越来越多，越来越清晰。最后，大量的气泡成群结队地翻滚，像沸水一样，从海底的裂缝中喷涌而出。气泡从小到大，到一定高度就消失了。向下看，在气泡溢出的海底表面，出现了一个巨大的白色结晶物质，这就是—— & quot可燃冰& quot与& quot冷泉& quot。

有大量的& quot甲烷& quot在海底下，这是一种可燃的能源材料。它在室温下是气态，会形成& quot可燃冰& quot在高压和低温下。在内外力的作用下，甲烷从海底下面向上运移泄漏。当泄漏通道更加通畅和方便时，甲烷气体会以更& quot温暖& quot就像海底喷泉一样。这种甲烷气体多是在浅海底通过水合物分解释放出来的，水合物分解是一个吸热过程，导致甲烷泄漏或喷发。地方的温度比周围低很多，通常只有几摄氏度。为了与& quot温泉& gt；或者& quot黑烟囱& quot，人们称之为& quot冷泉& quot。

当甲烷气体到达海底时，它会被一群& quot嗜甲烷细菌& quot谁吃三三三五四。这种细菌数量极大，形状像一个& quotmat & quot，所以叫& quot白色垫子& quot，是贻贝、管虫等海洋生物的美味。较大的生物，如海虾、甲蟹等，以细菌或贝类为食，从而形成完整的生物链。在这个生物链中，嗜甲烷菌是最低级的生产者，维持着生态系统的平衡。冷泉& quot生态系统。如果有一天，海底以下没有甲烷气体供应，嗜甲烷生物会因缺乏营养而死亡，整个& quot冷泉& quot生态系统将不复存在。

当溢出的甲烷气体达到一定浓度时，高饱和度气体水合物—— & quot可燃冰水合物圆顶& quot由于海底的低温高压环境，可以直接在海底产生。它被厚厚的灰色淤泥包裹在海底，只露出一点点白色，宣告着它的存在。

可燃冰被称为天然气水合物，是一种高效、清洁、储量巨大的新型能源。它是水和天然气在高压低温条件下形成的冰状化合物。它叫做& quot可燃冰& quot因为它外表看起来像冰雪，而且点燃后能燃烧，仿佛是点燃冰的超自然现象。

可燃冰是一种高度压缩的天然气资源，具有巨大的经济价值。1立方米可燃冰可分解160-170立方米天然气，其能量密度是常规天然气的2 5倍。据估计，世界可燃冰总储量约为世界已知煤、石油和天然气总储量的两倍，其中百分之九十七分布在海洋中。最令人期待的是可燃冰燃烧后分解只产生二氧化碳和水，被誉为21世纪的绿色能源。

冷泉的发现对该海域可燃冰的研究具有重要意义。发现冷泉的地方有可燃冰吗？另一方面，有可燃冰的地方，会有冷泉吗？第一个问题的答案是肯定的，冷泉本身就是天然气水合物分解形成的。冷泉的发现是露头信息，是预测可燃冰存在的最直接证据，可以为进一步的资源评价打下良好的基础。至于第二个问题，就不一定了，因为就可燃冰的形成而言，有& quot泄漏类型& quot和& quot

扩散型”两种，如果我们找到的是“扩散型”可燃冰，可能就没有“冷泉”的特征存在了。
海域可燃冰的储藏规模如此可观，又是如此高效、清洁的环保能源，我们理应尽早对其开发利用，造福人类 社会 。然而，海域可燃冰的开采具有很高的技术难度：一是其赋存于尚未石化的海底砂层中，赋存空间犹如用泥砂构筑的蜂巢，开采时可燃冰分解为天然气和水后，“蜂巢壁”极可能坍塌并被带走，进而堵塞采气管道；二是只要温度、压力条件一变，可燃冰即挥发成气体进入大气，瞬间变成环境杀手。因此海域可燃冰被发现已有几十年，但开采一直无重大进展。
2017年5月10日，中国在南海神狐海域首次试采可燃冰点火成功。至5月18日连续产气8天，平均日产超过1.6万立方米。至6月10日，连续产气31天，总产气量21万立方米，平均日产6800立方米。试采井产气过程平稳，井底状态良好，钻井作业安全，海底海洋环境监测未发现异常，无海底甲烷气体泄漏情况。取得了持续时间长、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果。
目前，科学家们正努力研究，朝着大规模、低成本、环保可控的方向进行可燃冰的下一步试采。相信在不久的将来，可燃冰会替代其它能源，真正为人类所用。

什么是冷泉生态系统

海底热液活动可能同时出现在离散板边界和收敛板边界，但都集中在张力救援队、主要是梁中校、湖后扩张中心等。其形成是海水沿着裂谷裂开或裂开的缝隙渗透到洋壳内，受热熔岩的影响，与基底玄武岩发生反应，形成酸性、还原、硫化物、矿产金属的热液，温度达到350 ~ 400。反应程度随着温度和压力的增加而增加，直到岩石难以渗透，矿热液上升到海底。

当它们从喷口涌出时，与冷水相遇，导致黄铁矿、黄铜矿、纤维锌矿、闪锌矿等硫化物和钙、镁硫酸盐的快速沉淀，最终堆积成烟囱形状的地形。烟囱的高低各有不同的厚度，高达100多米，短的也有几米到几十米。由于温度和球队的差异，形成了白色烟囱或黑色烟囱。热液温度为100 ~ 350时，主要由硫酸盐矿物(硬石膏、重晶石)、二氧化硅、白铁矿组成的白烟囱形成。温度为350时，会形成堆积着暗硫化物(如磁铁矿、闪锌矿、黄铜矿等)的黑色烟囱。

多金属硫化物矿床是热液活动的产物，含有丰富的Cu、Zn、Fe、Mn、Pb、Ba、Ag、Au、Co、Mo等金属和稀有金属，存放在2000 ~ 3000米深的海底，继大洋锰结核和外壳后被发现深海热水产物、大洋多金属结核、丰富的钻井外壳、天然气水合物等新资源被认为是21世纪人类可持续发展的战略接替资源，具有良好的科研和商业应用前景。

冷泉以水碳氢化合物(天然气和石油)硫化氢微沉积物为主要成分，是温度低、与海水温度相似的流体，主要分布在被动陆缘和主动陆缘斜坡海底沉积面下。冷泉是继海底热液之后的另一个重大发现，两者都反映了海底的极端环境，但同时在这种环境下生活着大量生物，这是目前地球科学的研究热点。在墨西哥湾佛罗里达陡峭悬崖3200米处，发现了海底冷泉(海底天然气泄漏)的特点和相关产物俄勒冈州海岸俯冲地区发现了甲烷渗透流。此后，在太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋活动和被动大陆边缘1400 ~ 3500米深处发现了数十个冷泉。

在我国，已初步确认的近海冷川区主要有7个，东海只有冲绳海槽1个冷川区，南海海域分布6个，大西南海域东沙群岛西南海域东沙群岛东北海域信号海域南沙区和西沙海槽区被发现。

深海热泉生态系统的能量来源

自然界的生物生存需要能量。科学界在很长时间内一直认为在阳光难以抵达的深海，没有能够通过光合作用来固定能量、合成有机质的生产者，生物也就不可能大量聚集。

直到1977年研究人员乘 “阿尔文”号潜水器 在加拉帕戈斯裂谷发现了海底热泉。这些热泉口貌如烟囱，源源不断地喷出黑色或白色的浓烟，当然并不是真正的烟而是富含矿物质的热水，有些喷发点的水温可高达400 。围绕着热泉口方圆约50米的区域内，布满了鱼、蛤、蠕虫等海底生物。这里的生机勃勃与百米开外寒冷而贫瘠的深海场景形成了鲜明的对比。80年代中期开始，更大规模的海底调查和更多的洋底热泉及热泉生物被发现和研究，人们得以了解到它们的生物链组成和生态结构。

1983年研究者在美国墨西哥湾首次发现了海底冷泉系统，随后在其他大陆斜坡和大陆边缘均有发现，但是大多数分布在环太平洋的活动俯冲带。海底冷泉是继海底热泉之后的又一重大发现，二者都反映了海底的极端环境。

冷泉周围也是海底生命极度活跃的地方，科学家在热泉生态系统中已发现的生物种类达到500多种，冷泉生态系统中有200多种，因此热泉和冷泉生态系统并称为深海绿洲。

极端环境的形成

热泉场一般呈方圆数千米大小的斑点状分布，大多形成于 大洋中脊 （贯穿四大洋的海底山脉）附近的板块交界处。板块交界的地方，会有裂谷或孔隙，海水沿着裂谷或孔隙渗入洋底地壳内部很深的地方，被地壳内的岩浆加热，同时与基底的玄武岩发生化学反应，形成了高温、酸性且富含矿物质的热液。

海水层层渗入，直到岩层变得难以渗透便开始回流至海底，含矿的热液与冰冷的海水相遇，迅速冷却并析出各种硫化物。这些物质不断堆积，越堆越高，渐渐形成了烟囱状的地貌。当热泉温度为100 350 时，形成主要由硫酸盐矿物(硬石膏、重晶石)、二氧化硅和白铁矿组成的白烟囱。当温度 350 时，形成由暗色硫化物如磁黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿等堆积而成的黑烟囱。

冷泉是以水、碳氢化合物（天然气和石油）、硫化氢、细粒沉积物为主要成分，主要集中在断层和裂隙较多的地区。虽然被称作冷泉，但是实际上冷泉的温度与周围海水温度相近，约2 4 。

人们发现，冷泉经常出现于天然气水合物矿藏的顶部。海底沉积物中的甲烷等气体在温压条件有利的地层中，会形成天然气或天然气水合物。当稳定条件被破坏时，天然气或天然气水合物分解后释放的甲烷、硫化氢和二氧化碳等气体会沿裂隙向上运移和排放，在近海底形成冷泉。

能量的生产者

化能合成细菌是热泉/冷泉生物系统的初级生产者，形成了食物链的基础。

生物体主要由碳、氢、氧元素构成，这些元素包含在水和二氧化碳中，但是氢和碳分别与氧强力地结合在一起，因此不能直接被生物利用。要切断这种化学结合并利用这些元素，就需要能量。多数植物就是利用阳光把这种结合切断，然后让元素重新结合形成必需的有机物，这个过程便是光合作用。化能合成细菌同样能生产有机物，它们不是用阳光，而是用无机物氧化时产生的能量来进行有机物合成。

热泉/冷泉口的环境较为极端，高压、黑暗、低氧，硫化物和重金属等有毒物质含量高。因此热泉/冷泉生态系统与以光合作用为基础的生命体系有根本区别，它们形成以化能合成细菌为基础生产力的食物链，构成一个自养自给的共生系统。这个系统环环衔接、完整又独立，伴随着热泉/冷泉的长消而出没。

热泉口生态系统的主要生产者是硫氧化细菌，这些菌类能够忍受来自热泉的高温，同样能够抵御深海的冰冷。它们利用二氧化碳和含氮化合物合成细胞物质，并通过氧化无机物获得能量，将热泉喷口处喷出的硫化氢等化为己用，生成有机物质供其他生物食用。

同时，热泉处的地热活动有时会释放出来微弱的光芒，一些能进行光合作用的菌类，如绿色硫细菌，会在微弱的光芒下进行光合作用，生成有机物。

冷泉生物群落获得营养的方式以及群落结构与热泉生物群落几乎没有差异。在冷泉喷口也存在多种化能合成菌群，由于冷泉溢出的流体富含甲烷、硫化氢和二氧化碳等，因此甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌是冷泉生态系统中的初级生产者。

随之而来的消费者

有了生产者贡献的养分，自然会吸引众多消费者蜂拥而至。菌席（菌类贴附在沉积物表面形成微薄的层状）以及底栖双壳类和多毛类等低级消费者又吸引了捕食的蟹类和某些腹足生物，鱼也出现了。

直径1米左右的巨型白蛤和长着红色触手、白色外壳的巨型管状蠕虫是热泉生态群落中的典型生物，它们都没有肾脏、心脏、嘴巴、胃等器官，体内住满了不同种类的共生细菌，细菌在转化硫化物的过程中会释放出能量，白蛤和管状蠕虫以这些能量为食。由于它们的软组织需要容纳足够多的细菌产生食物，导致了这些低级消费者生长速度非常快且个体大小相当可观。

甲壳类动物也是海底热泉的主要居民。雪人蟹是海底热泉的独特品种，它的视网膜已经完全退化，通体覆盖着黄色细菌群落，细菌群落帮助雪人蟹分解热泉喷发出的有毒物质，雪人蟹则以这些黄色菌落为食。

视网膜同样已经退化的盲虾背部聚集着许多嗜硫细菌，积累到一定数量时，盲虾就会用它灵活的虾钳刮下来吃掉，同时还能利用自己的鳃和口器来培养这些附生细菌。

铠甲虾长得像龙虾，却是寄居蟹的亲戚。铠甲虾是群居动物，常常倾巢而出寻找食物。它们的食物是生物被膜（微生物将自身所生产的多糖包裹在身上，并附着在其他生物或非生物表面形成的微生物群落）。

深海章鱼是热泉生态系统食物链顶端的霸主，由于不需要释放墨汁逃生，这些章鱼都没有墨囊。

冷泉生物系统的甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌提供了碳源和能量，在其基础上同样发育着菌席和深海双壳类（贻贝类和蛤类）及多毛类动物（管状群蠕虫和冰蠕虫）以及海星、海胆、海虾等一级消费者，二级消费者有鱼、螃蟹、扁形虫、冷水珊瑚等。

清道夫最后登场

维持一个完整的生态系统，除了生产者和消费者，还少不了分解者。食腐动物是热泉生态系统的清道夫，也是最晚来到这儿的居民。海底热泉并不会永久存在，总有一个终止日期。由于这种生态系统直接依赖热泉/冷泉喷发所提供的物质，因此其发生和消亡完全取决于热泉/冷泉的活动周期。由于热泉/冷泉的活动期一般都在几十年左右，所以这种小型生态系统也只延续几十年的时间跨度。

如果附近出现大量的食腐动物，预示着这里有大量的生物死亡，热泉/冷泉生态系统也濒临崩溃。这种崩溃可能是很突然的，海平面的升降、海底温度和压力的变化、微小的地壳运动都可能会引起海底构造的变化，导致热泉/冷泉停止喷发，从而使热泉/冷泉生态系统彻底失去原先的生命力，渐渐恢复成与其他地区无异的冰冷深海。

冷泉系统是如何形成的

由于人格具有较强的稳定性特征，人格研究者更重视遗传因素的作用。每个人都处于特定的社会文化环境中，文化对人格的影响非常重要。社会文化形成社会成员的人格特征，使成员的人格结构朝着相似的方向发展。这种相似性具有维持社会稳定的功能，使每个人都能牢固地“嵌入”整个文化形态。研究人格的家庭原因，重点是家庭差异(家庭结构、经济条件、居住环境、家庭氛围等)和不同的教养方式对人格发展和人格差异产生不同的影响。

人格决定一个人的生活方式，甚至决定一个人的命运，因此是人生成败的根源之一。面对挫折和失败时，坚强的人可以泄愤，懦弱的人可以萎靡不振。这就是人格功能的表现。可以在心理学中定义人格。这是个人在适应环境的过程中表现出的系统独特的反应方式，是个人由遗传、环境、成熟、学习等因素相互作用而形成的，具有很大的稳定性。生物因素包括植物、微生物和土壤动物对土壤系统的影响，生物因素是促进土壤发生和发展的最活跃因素。植物有选择地吸收母质、大气和水体的营养，通过光合作用制造有机质，土壤微生物分解有机质，促进养分释放。动物残体也为土壤提供有机质，土壤中的动物对土壤有特殊作用，如鲍鱼及辽东作用。

气候因素是土壤系统发展变化的主要驱动力。它影响土壤的地理分布规律，它是地对性分布规律。气候因素，特别是水分和热量条件，直接或间接影响植物和微生物的活动，影响土壤有机质的积累和分解。地形因素一般只会引起地表能量和物质的重新分配，而不会引起新的物质。控制地表径流，使地带性土壤范围内出现非地带性土壤。

母材因素是土壤形成的物质基础。土壤母质是岩石风化的产物，土壤是母质通过填方过程形成的。不同的母质对土壤中的次生矿物也有一定的影响。时间因素-发育程度。土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。它是土壤发育的强度因素。生物、地形、气候、母质四大因素随着成土年龄的增加而加剧。土壤随着时间的推移不断变化。

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