“海马冷泉”孕育深海“绿洲”
在遥远的中国南海，人们意外发现了深海中的一片“绿洲”——“海马冷泉”生物群落。在深海黑暗的深处，“海马冷泉”为多种底栖生物提供了庇护，滋养了巨大的绿洲生命。
“海马冷泉”在珠江口盆地海底发现的一个巨大的活跃冷泉
冷泉是继海底热液之后的又一重大发现。在海底沉积界面以下，甲烷、硫化氢或碳氢化合物等流体以喷涌或渗漏的形式从海底溢出，形成海底冷泉活动。
在世界主要海域的不同海洋沉积环境中都发现了羽流。目前，根据多波束水资料已发现数以万计的冷泉渗漏点，至少有100个活跃的甲烷渗漏区，主要分布在大陆边缘。据估计，海底冷泉每年向海洋泄漏的甲烷总量可达40万~ 654.38+02.2万吨，是大气中甲烷的重要天然来源之一。此外，埋藏浅、饱和度高的天然气水合物往往发育在冷泉附近，是研究天然气水合物分解后甲烷泄漏和运移机理的重要窗口。因此，开展冷泉调查研究具有重要的科学意义。
我国近海主要有7个冷泉区，其中冲绳海槽1冷泉区发现于东海，其余6个冷泉全部分布于南海。2065438+2005年3月，中国地质调查局广州海洋地质调查局(以下简称“广海局”)利用我国自主研发的4500米无人潜航器(ROV)，首次在珠江口盆地发现了一个巨大的活跃海底冷泉，并命名为“海马冷泉”。随后几年，广海局不断升级“海马”号ROV的技术装备，组织多次大型“海马冷泉”调查享受航程，联合国内各大海洋大学和科研机构综合运用多种高精度调查设备，进行系统规模的冷泉调查研究。
基于多平台技术的突破，“海马号”为我们打开了“海马冷泉”新世界的大门，绚丽多彩的冷泉生物群落华丽登场...
初级生产者化学能自我维护产品
海水中的厌氧古菌和硫酸盐还原菌积极参与冷泉流体中甲烷氧化和硫酸盐还原的化学反应，为化能自养生物提供碳源和能量。
当甲烷与溶解氧很少的海水接触时，就会生长出特殊的细菌。这些细菌消耗海水中的甲烷和硫酸盐，并释放硫化氢。虽然硫化氢对大多数动物有毒，但化能自养生物可以利用这种化学物质作为食物，最终供应异养生物所需的能量和碳源。因此，这些自持的化学物质成为了冷泉生态系统的主要生产者。
“海马冷泉”区海底覆盖着直径几厘米至数百米的白色或橙色菌垫。这些细菌通常由大型硫氧化细菌(化能自养生物之一)组成。巨型细菌的适应性缩小了氧供应和电子供体的差距，所以它们经常出现在总耗氧量高、甲烷溢出量大的冷泉中。
主要消费者是底栖生物，如贻贝、蛤蜊和管状蠕虫。
化能合成细菌和古菌构成了冷泉食物链的底层，支撑着多种底栖生物，包括深海双壳类(蛤、蚌、帽等。)、蠕虫(管状蠕虫和冰虫)多毛类和其他初级消费者。
由于化能合成蛤(学名“伴侣蛤”)可以通过在脚上扎根沉积物来收集硫化氢，所以它们通常生活在“海马冷泉”中甲烷大量泄漏的区域。硫化氢随着甲烷液体向上溢出，蛤蜊依靠鳃中的硫氧化细菌获得营养。有了稳定的硫化氢供应，这些蛤蜊可以活一个世纪，长到15厘米以上。
在“海马冷泉”发现的深海蛤蜊可以延伸到数百米之外，特别壮观。同样，深海蛤蜊的鳃中也有大量化能自养细菌。通常贻贝只出现在活跃的冷泉口，是冷泉生态演替循环中最早的生物群落之一。
作为世界上寿命最长的大型底栖生物，在“海马冷泉”地区发现的最长管虫可达1.6米。通常管状蠕虫只出现在冷泉流速低的环境中。在冷泉发展后期，当冷泉流速降低时，管状蠕虫取代原来的贻贝成为主要种类。它们没有嘴和消化系统，靠自身组织中细菌产生的营养物质为生。这些细菌从冷泉流体中获取硫离子，从海水中获取氧气，合成管状蠕虫生存所必需的有机物质。由于管状蠕虫可以将“根”伸向基岩一米以上，所以即使硫化氢在地表完全耗尽但仍存在于地下，管状蠕虫仍然可以成群生活。
二级消费者鱼、蟹、海星和其他生物。
除了贻贝、蛤蜊、管状蠕虫等冷泉的标志性生物群落，“海马冷泉”还聚集了多种底栖生物，如鳗鱼、阿尔文虾、甲虾、海星、海螺、海蛇尾等，构成了冷泉生态系统的二级消费者。
通过“海马”号ROV的水下摄像功能，研究人员在“海马冷泉”区域发现了一幅生机勃勃的生态景象:蜘蛛状的白蟹和巨大的帝王蟹悠闲地在海底的冷泉中，狼吞虎咽地吞食着一切能吃的东西；形似蚯蚓的软紫色海参相互缠绕，成群分布，以区别于贻贝群落；微小的盲褐虾、扇贝、甲虾、海鳃、海蛇、鱼等。，聚集在密集的细管昆虫丛林中上下盘旋，形成一个小生态系统，非常热闹！
第三级消费者:章鱼、王脚等深海食肉物种。
不仅是鱼、蟹、海星等二次消费者随处可见。在“海马冷泉”地区甚至发现了巨型章鱼。最令人惊讶的是，在深度近1400米的“海马冷泉”底部，“海马”号ROV成功捕获了两条“世界上最大的昆虫”——长达25厘米的国王足虫(俗称深海水虱)。
深海水獭是典型的深海肉食性物种。除了以鱼、蟹、虾、鱿鱼、鲸鱼的尸体为食外，还主动捕食一些行动缓慢的海洋生物，如海参、海绵、线虫、放射虫等底栖动物，成为冷泉生态系统中的第三级消费者。这些大型生物最终会被微生物分解，从而回归自然，形成完整的冷泉生态系统。
(作者单位:中国地质调查局广州海洋地质调查局)