这是一段探索未知的旅程，目的地是马达加斯加以南800多海里外的西南印度洋，那里风光旖旎而又变幻莫测。去年11月，“向阳红10”船从浙江起航，经中国南海，越过赤道，奔赴这里执行中国大洋第43航次的科考任务。

此行，科考队员们的目标是西南印度洋中一片黑烟弥漫的神秘海底。这个水深几千米的陌生世界，对我们究竟意味着什么？经济日报·中国经济网记者受邀参加第三航段，记录全程。

神秘的“黑烟囱”

3月9日清晨，海况不错，久违的阳光终于露了下脸。

今天，根据任务安排科考队将进行一次深海摄像拖体作业。14时许，随着拖体一点点下放至海底，被层层海水包裹着的那个陌生世界，在实时传回的摄像画面中一览无余：2000多米的海底是永恒的黑暗，像陆地一样，这里的地势并不平坦，有高山和深谷、缓坡和平原，以及沟壑和丘脊。拖体继续向前，水中漂浮翻飞的沉积物碎屑如夜空中的流星一闪而过，不时有黑色的怪鱼，抑或“张牙舞爪”的海胆突然闯入镜头，随即离去……

“生物骤然增多，附近可能会有异常。”持续观察了数小时，第三航段首席科学家助理吕士辉突然兴奋起来。这是一次深海发现之旅，主要目标是要探寻20世纪最激动人心的科学发现之一——“黑烟囱”。

1979年，在东太平洋海隆，美国科学家在勘探洋底时，意外发现了喷射着浓浓“黑烟”的烟囱状物体，取名“黑烟囱”。同样在太平洋，2011年参加环球科学考察的吕士辉在那片波涛汹涌的蓝色水域下，首次邂逅了传说中的“主角”。“没有想象中的滚滚浓烟，只有钟乳石样的烟囱状物体残留在海底”，那一次，历经8个多小时的找寻，吕士辉遇见的是已经熄灭了的“黑烟囱”。

这些其貌不扬的“怪物”，平时静静地耸立在大洋中的山脉——洋中脊之上，它们是神秘海底热液口的“地标”。作为海底热液活动的主要产物，海底热液硫化物依照喷发时的温度和颜色不同，可分为黑烟囱、白烟囱和低温喷口三种。

科学家们缘何对“黑烟囱”情有独钟？故事要从“黑烟囱”的形成讲起。在洋中脊环境中，冰冷的海水透过周围岩石断裂及裂隙下渗，被地下数千摄氏度的岩浆加热形成热液流体，淋滤出岩石中的多种金属元素。因浮力不断增加，后来，热液流体沿裂隙喷涌而出，与冰冷的海水再次相遇，发生化学反应，溶解其中的金属成分沉淀堆积成烟囱状，最终形成多金属硫化物矿床。

这种块状硫化物矿床富含铜、锌、铅等金属，特别是富含贵金属（金、银）的事实轰动了科学界，一些国家开始将其作为一种潜在的矿产资源，“跑马圈地”。2001年，偶然与海结缘的顾春华第一次参加大洋科考，恰好见证了硫化物调查热潮的兴起。“截至目前，中、俄、韩、法、德、印等6个国家已先后与国际海底管理局签订了硫化物勘探合同，在未来15年内，将持续投入大洋调查。”顾春华说。

大洋深处的“精灵”

其实，不仅是经济价值，对人类而言，“黑烟囱”还是一扇生命之窗。

目前学界主要存在两种说法：一种认为地球生命来自外太空，一种认为源于地壳运动。

“‘黑烟囱’周围的环境与地球形成初期的环境十分类似。”吕士辉认为，随着深海探秘活动的展开，越来越多的证据表明，“黑烟囱”有可能就是生命起源的地方。

现实的确令人着迷。高压、幽暗、寒冷，过去人们有种误区，以为“地球最后的秘境”——大洋深处是一片生命的荒漠。然而，最高温度接近400℃的“黑烟囱”却造就了一个生命的天堂。“密密麻麻的白色盲虾挤成一团，紧紧缠绕在高耸的烟囱体周围，尽情撒欢。”吕士辉记得，他们那次打捞上来的除了多金属硫化物，还有近200只大虾，当时的首席科学家打趣，“谁要吃虾，给他来顿油焖大虾”。

盲虾并非活跃在这座天堂中的唯一“精灵”。在科学家们的描述中，“黑烟囱”数百米范围内，不同生物依温度错落分布：40℃至110℃的高温区域，是多种古细菌和嗜热细菌的天下；20℃至40℃区域，生活着大量多毛目蠕虫动物，代表物种为庞贝虫；2℃至15℃低温区域，生物种类繁多，除代表性的管状蠕虫，还有虾、蟹和鱼等。

黑暗、高温，到处充斥着硫化氢和重金属，在如炼狱般的“黑烟囱”附近，竟然生活着如此纷繁复杂的生物，这常常让科考队员们感叹生命的神奇。“‘黑烟囱’的发现，大大拓展了人类对于生命的认识。”根据国家海洋局第二海洋研究所周鹏博士的解释，热液口周围生物演化出了特殊的适应机制：作为初级生产者的化能自养微生物，利用化学能固定碳源和储存能量从而生长繁殖，并为蟹、贻贝等热液口生物提供有机物质和能量，其在整个群落生物链中的作用，大抵相当于光合生命系统中的植物。

当然，除了可以揭示更多生命奥秘，这些生活在极端环境中的海洋生物，还有着不容忽视的潜在应用价值。“热液区的生物因其特殊的生活环境，形成了极为独特的生物结构、代谢机制，体内产生了特殊的生物活性物质，如嗜碱、耐压、嗜热的各种极端酶。”在顾春华看来，这些特性将来可被开发利用在新药研发、工业催化、环境修复等各个领域，前景非常广阔。

“高精尖”的技术活

36岁的邓显明参加大洋科考有10个年头了。这位征战中国远洋科考的“老兵”，参加过西南印度洋硫化物合同区签订前后的多个重要航次，足迹遍布西南印度洋、西北印度洋、北大西洋和南大西洋洋中脊。

作为本行段的首席科学家，年轻的邓显明带领63名船队员，穿越大半个地球开赴西南印度洋。除了继续寻找故事的主角“黑烟囱”，兼顾一些重点区域的生物多样性调查外，他还肩负着另一项重任——在西南印度洋合同区开展矿化异常调查，完成合同区的初步探勘。

在世界各大洋发现的300多个热液喷口，也就是“黑烟囱”，大多分布在洋中脊系统。人们一度以为，只有像太平洋洋中脊这样快速扩张的区域，热液活动剧烈，才会存在多金属硫化物；在西南印度洋这样的超慢速扩张洋中脊，地壳岩浆活动不频繁，不会发现多金属硫化物。

事实是，2007年，中国在这个“冷门区”获取了多金属硫化物及热液生物等样品，此后，中国大洋调查航次又在西南印度洋洋中脊处，陆续发现了6个热液区。

在此背景下，2011年，中国大洋协会与国际海底管理局签订合同，在西南印度洋国际海底区获得1万平方公里具有专属勘探权的多金属硫化物资源矿区，为期15年。根据规定，2019年，中国须放弃矿区中50%的面积，2021年放弃75%的面积，最后只保留25%的面积，作为专属开采区。

如何更好取舍？答案是，在合同区内找到更多科学家们期盼已久的多金属硫化物，并进行资源量评估。不过，要在10年内将这片平均水深约3000米的深海海底摸清楚，找出其中多金属硫化物较为丰富的2500平方公里海域，并非易事。

且不说大洋深处风浪说来就来，科考作业常常要“看天”，单就多金属硫化物探寻而言，就是件“高精尖”的技术活。邓显明说，“与富钴结壳、多金属结核在大洋洋底大面积成片分布不同，多金属硫化物呈点状分布，且极不规律，而洋中脊地形异常复杂”。有多难？有人曾比喻从洋底获取多金属硫化物样品的难度，如同“从三层楼上用鱼钩钓取地面上的一根针”。

幸运的是，凭借几代大洋人默默奉献、忘我付出，今年，中国有望基本完成合同区内90%的阶段I的勘探任务。“未来5年，中国将完成阶段II矿化异常区调查的主体工作，并力争完成50%的区域放弃，开展阶段III的部分工作。”邓显明表示。