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从资源开发进一步了解地球
作者:日照科普网  点击次数:222  发布时间:2018-06-19 10:42:33

  日本海洋科学技术中心成立于1971年,30年来它走过了3个发展阶段。日本在20世纪70年代初设立这所科研机构的目的在于开发海洋大陆架资源。它通过实施“海洋计划”开发出了可在300米的深海的高水压、黑暗和低温等严峻条件下进行作业的技术以及潜水技术和潜水系统等。80年代,为展开对深海及海洋微生物的研究,它研制了有人潜水考察船“深海2000”号、海中作业实验船“海洋”号、3000米级无人潜水器“海豚3K”号等。到90年代,它开始在世界范围内展开对海洋的全面考察和研究,为此建造了6500米级潜水考察船“深海6500”号、深海考察船“海岭”号、万米级无人潜水器“海沟”号、海洋地球考察船“未来”号、深海巡航探测器“浦岛”号,最新研制的工具是远程航行型自律无人潜水器“AUV”等。

  1998年,日本海洋科学技术中心制定了新的“海洋开发长期计划”,提出“进一步了解地球”的目标,并设定了五大研究领域:揭示海洋和气候的变化机制、调查海洋海底的动态、探索海洋生态系、解析地球系统及研究新的海洋开发技术等。其中提出,21世纪的重要研究目标之一就是“探索地球生命的起源”。为此,海洋科学技术中心还启动了“深海生态环境”和“深海地球钻探计划”两个研究项目。1977年,美国的“阿尔宾”号潜水考察船最早在太平洋上的加拉帕戈斯岛附近2500米深的海底发现了热水(温度高达90℃)喷出孔周围存在着“热水喷出孔生物群落”。以此为契机,1984年,日本海洋科学技术中心使用“深海2000”号在距东京不远的相模滩1200米海底深处也发现了热水喷出孔生物群落,其中有在壳质形成的栖管内生活的虫类以及蜗牛、贝纲、甲壳纲、多毛纲、海葵目等的多种生物。据研究,这些动物不依赖光合作用,而把从地球内部喷出的硫化氢和甲烷等还原性低分子化合物作为初级能源,依靠由以硫酸化细菌、甲烷化细菌等为主的化学合成细菌构成的食物网供应能源。不仅如此,在相模滩及日本列岛附近的日本海沟及南海海沟等处,还发现了“冷水涌出带生物群落”。它们同样是通过化学合成而诞生的生物群落。到目前为止,在日本列岛周围海底,已经发现了18处冷水涌出带生物群落和13处热水喷出孔生物群落。

  自从发现了存在于海底的热水喷出孔生物群落之后,各国科学家竞相在太平洋、印度洋和大西洋等海域寻找深海生物。结果发现,这种热水喷出孔生物大多生存在地质构造上是活动着的海岭的两侧。而且,它们之间还有某种共同之处。在考虑到海底扩大的不连贯性和海底扩大的历史过程等因素的基础上,科学家对热水喷出孔生物群落的生物地理学特征进行了比较,结果提出如下假说:“生活在大西洋的热水喷出孔生物群落里的生物是从东太平洋派生出来的,而最有可能的传播路线可能就是东南印度洋海岭和西南印度洋海岭。”

  1996年,日本海洋科学技术中心使用无人探测器“海沟”号又在世界最深的海域———马里亚纳海沟查林杰海渊深度约1.1万米处采到了海底泥沙的标本,从中分离出来大约3000株微生物,并发现了新的微生物种类,如在1000个大气压下能够生存的超喜压性细菌、超好热性细菌、可制造有用酶的蛋白质分解酶及新的糖质分解酶的微生物等。

  2000年8月,日本海洋科学技术中心使用深海考察船“海岭”号又在印度洋的中央海岭、东南海岭和西南海岭的交接处(南纬25°19′10〃、东经70°2′24〃,水深2420米)发现了热水喷出孔生物群落,共有20多种生物,其中许多都是第一次发现。这表明,即使在深海海底那样的极限环境里,也存在着多样性的生物世界。科学家们设想:地球诞生初期的微生物有可能不受外界干扰而照原样生存下来;既然海底地壳下这样严酷的环境中还有生物生存,那么,在火星等星球上也会有生命存在;如果热水喷出孔生物是适应地球诞生初期高温环境的生物的话,那么,这就有可能使我们解开地球生命起源的奥秘。


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