事实如此浪漫

我们要开始开采海底的热液喷口了

F四十年前,科学家发现了外星生命。不是在另一个星球上,而是在地球上,在深海里,在火山活动加热的蒸汽和营养物质滋养了整个生物生态适应了利用化学能而不是来自太阳的能量。

一艘潜水器从胡安德富卡海脊(一个位于北美西海岸的构造扩张中心)热液喷口附近的微生物生态系统中采集样本。 飞行员马克·斯皮尔/伍兹霍尔海洋研究所

这一发现重新定义了生命的生物物理可能性,从此科学家和探险家们绘制了另一个世界的地图。或者,更确切地说,是许多世界:地球的海底散布着500多个热液喷口,不仅包括标志性的冒烟喷口,还包括被称为钴壳的火山斜坡和被称为锰结核田的海底平原。从某种意义上说,这些就是深海的雨林、山脉和草原。然而现在生命受到了威胁。

深海热液喷口富含金、铜和稀土金属——我们的数字技术的基本成分——是新兴深海采矿业的目标,该行业正在缓慢但稳定地发展机械来追逐它们。公司和国家已经申请了勘探许可,或获得了20%的热液喷口油田的开采权;首个深海采矿作业预计将于2018年在巴布亚新几内亚海岸突破海床。

它发现了一个陌生的世界,一种全新的生存方式。我们获得的知识是不可估量的。

海洋热液喷口的命运取决于开采的谨慎程度。采矿可能是破坏性的,但也可以审慎地进行,注意它对生活而不是我们自己的后果。深海生态学家安德鲁·戴维·塞勒(Andrew David Thaler)最近在推特上写道:“我们将不得不在一次性技术和我们永远看不到的生态系统之间做出选择。”

塞勒花了大半辈子的时间研究热液喷口场及其非凡的生命历程。鹦鹉螺跟他讨论他们是否还能得救。

什么这就像试图让人们关心一个生态系统甚至永远不能亲自去拜访?

我们正在与一种自17世纪以来一直存在的信念作斗争,这种信念认为深海没有生命。人们认为它是一片沙漠,一片荒地。他们不会想到那些从未见过的充满活力的外来动物群落。总的来说,它们并不是这个星球上最有魅力的物种。在我特别喜欢的生态系统,西太平洋热液喷口,优势物种是一对蜗牛和矮胖龙虾。不过,每个人都喜欢它们。雪人蟹是一种矮胖的龙虾,这对提高人们的意识非常有益。

是什么使深海生态独一无二?

因为它们非常罕见,因为它们非常分散,每个排气系统都不同于其他的排气系统。它们有自己不同的动物群和迷人的物种发展模式。动态生态系统是生物多样性最丰富的生态系统。通常有一到两个占优势的动物群,然后是一圈利用生物量的伴生动物群。当你看这些图像时,你会看到这些充满活力的图片,有管虫,螃蟹,帽贝和蜗牛在它们周围爬行。然后,当你观察一些缓慢的系统时,你会发现它们完全被一个单一的物种所控制,这个物种已经进化到利用生态位。但低多样性并不意味着没有多样性。低多样性仍然丰富而充满活力,充满了你在世界上任何其他地方都看不到的迷人的生物。

在南美洲和南极洲之间的东斯科舍海岭的一个热液喷口附近,雪人蟹挤进了它们的栖息地。 国家环境研究委员会

我们从研究深海喷口中学到了什么?

在20世纪70年代,当我们发现喷口时,我们看到生物体从硫化氢中获取能量,但不是直接的。它们与细菌建立关系,使它们能够提取能量。这就是人们开始思考微生物群的原因。现在我们讨论的观点是,人类大部分是为我们做生物处理的细菌,我们是由许多不同生物体之间的关系组成的。我们在热液喷口处清楚有力地看到了这些关系。所以它们不仅仅是一个资源仓库。它们是灵感的源泉。事实上,在发现热液喷口系统之前,我们并不知道动物可以独立于太阳生存。这是探索外星世界基本上,这是一种全新的生活方式。我们获得的知识是不可估量的。

深海喷口是如何适应地球上更大的生命图景的?

这不是我们经常做的事,但想想地球上生命的长期进化保护。热液喷口代表了一种完全不同的生存方式。如果发生了灾难性的事情,K-T水平的事件会导致99.9%的生命灭绝,有了这种生活方式的多样性,我们就不会受到地球上所有生命的灭绝。在某种高端层面上,活着的目的就是确保生命的延续,对吧?

矿业公司会把什么送到海底?

鹦鹉螺矿业公司在海底建造了一些迈克尔·贝式的大型机器。作为一个既制造机器人又从事深海保护工作的人,我既惊讶又有点害怕。不过,我不认为会有自动海底机器。我们将研究人类控制的交通工具。有些涉及到挖掘海底。我看到的一个提议就是在海底拖一个大桶,然后把它拉上来,就像我们做露天采矿一样。

问题变成了:在我们破坏太多生态系统之前,是否存在可以接受的损失?

深海能被安全地开采吗

就像任何采矿过程一样,它最终是破坏性的,但有办法将破坏程度降到最低。公司正在建造工具,打好基础,确定矿体和目标前景,获得许可——但还没有人真正下到深海开采。公司都有各种各样的动机让自己看起来尽可能环保。但是,在有人下台并开采金矿之前,我们不知道他们是否真的在付诸行动,而不是空谈。所以第一个深海矿场将是一个实验。

对于深海采矿,因为自然资源保护主义者和探索者最先到达那里,我们有40年的生态系统基线数据,包括高分辨率的海底地图和对热液喷口附近人口的了解。这给了我们一个机会去思考如何进行深海采矿。

深海喷口周围的生态系统能从采矿中恢复吗?

这些是动态系统。一些寿命为10到12年的社区已经进化到能够应对干扰。海底火山定期喷发,将它们彻底摧毁。当我们谈到开采热液喷口时,就有可能出现生命群落。很有可能,如果你只移走了一个,那么10年后,这个地方就不会有开采的痕迹了——尽管海底的其他部分会受到损害,但这种损害会延长,因为深层海底往往是未被破坏的。

然而,富含钴的结壳和锰结核区域是“缓慢”的生态系统。它们可以持续几个世纪。任何对一个缓慢的系统的冒犯都将产生更多的后果。问题变成了:在我们破坏太多生态系统之前,是否存在可以接受的损失?

你有没有想过如果我们没有发现热液喷口会不会更好?

那个问题一直困扰着我。也许,在某些方面,这些社区会变得更好。我不认为我们不过,这样会更好。我们已经在没有看到的情况下对海底造成了很多破坏。我们拖着拖网穿过海洋,用挖泥船压碎深海珊瑚堆,这样我们就能把鱼捞上来。所以,从长远来看,我不知道不知道热液喷口是否能保护它们,就像无知能保护我们在不认识它们的情况下就已经破坏了的所有其他物种和生态系统一样。

但这个想法确实让我彻夜难眠,想知道我们让全世界都知道了排气口。然而,不知道我们失去了什么比有机会在它消失前保护它更悲惨。


布兰登·凯姆(Brandon Keim)是一名自由撰稿人,撰写有关科学、技术和自然的文章。他的作品已出版《连线》,《永旺》,《科学美国人》,和其他出版物。@9brandon

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