地球四十五亿年的历史中，太阳无声的、无私的挥洒阳光和热，繁茂了森林、草原、湿地……，繁盛了蚂蚁、飞鸟、游鱼……。当地表的万物无声的享受着太阳的奉献同时，却不知道，在寂静黑暗的，宛如生命禁区的深海，虽然没有阳光的抚慰，却发育着另一种形式的生命绿洲——冷泉、热液和鲸落。
冰上绿洲——冷泉冷泉是指海底沉积界面之下的以水、碳氢化合物 （天然气和石油）、硫化氢、细粒沉积物为主要成分的流体以喷涌或渗漏方式从海底溢出，并产生系列的物理、化学及生物作用。冷泉系统的的踪迹较为普遍，从浅海到半深海，从主动大陆边缘到被动大陆边缘都有发现（图1）。而且冷泉环境有很多特定的形态学特征，如麻坑和泥火山（图2）等。
图一：全球冷泉分布
图二：泥火山结构示意图
很多因素可以触发冷泉形成：海底沉积物埋藏或者沉积物滑动、运移及重新沉积；全球气候变冷或变暖引起海平面的升降，从而使海底压力和温度变化；构造抬升或海平面下降使压力降低；与地震有关的压力快速变化、火山喷发、地温梯度升降；海底底层水变暖或温盐环流变化，冬季变冷和夏季升温引起的海底环境变化｡冷泉环境形成后就会有富含烃类（甲烷）的流体沿着泥火山、构造裂隙等通道运移（图3）。
图三：冷泉泄漏现象
与海岸带不同深海冷泉系统不依赖光合作用提供能量和营养物质，取而代之的是营化能合成作用的细菌利用甲烷和硫化氢作为能量来源支持冷泉区丰富的生物多样性和庞大的生物量。冷泉系统泄漏的流体富含丰富甲烷和硫化物滋养着海底最为生命活力的深海绿洲。甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌作为初级生产者，直接利用冷泉流体，通过化能合成作用（甲烷氧化反应和硫酸盐还原反应）产生其他生物所能利用的能量和碳源。因此冷泉生物群落的特征是有大量的蛤类、贻贝、蠕虫和菌床，它们生物密度大，分布范围广。
图4：繁茂的冷泉生态系统
图5：白色的铠甲虾
发育冷泉系统的地区常常有很大的资源潜力，可能蕴含天然气水合物（可燃冰）。可燃冰是水和甲烷在低温高压的环境下形成了，对工业生产和新能源开发具有重要的意义。但是随着全球变暖，冷泉系统泄漏到大气的二氧化碳和甲烷等温室气体更进一步的加剧的温室效应，而且海底可燃冰融化，会在沿海地区造成海底滑坡、泥石流等严重的地质灾害威胁人类的生命财产安全。
火中涅槃——热液在这种高压、黑暗、低氧、硫化物和重金属等有毒物质含量高的宛如生命禁地的环境中，发育着令人难以想象的繁茂的生态系统——热液（又叫热泉）。热液生态系统出现板块边缘，但主要出现在大洋中脊（产生洋壳的主要区域）和弧后扩张中心。当海水沿裂谷张性断裂或裂隙渗入洋壳内部，受炽热的熔岩影响后与基底玄武岩发生反应，形成酸性、还原且富硫化物与成矿金属的热液，温度高达350～400℃。反应程度随温度和压力的增加而增加，直到岩石变得难以渗透，含矿热液就上升回到海底。当它们从喷口涌出时与冷海水相遇，导致黄铁矿、黄铜矿、铅锌矿、闪锌矿等硫化物及钙、镁硫酸盐的快速沉淀，最后不断堆积成一种烟囱状的地貌。烟囱高低粗细各不相同，高的可以达到一百多米，矮的也有几米到几十米。因温度和组分差异，形成白烟囱或黑烟囱：当热液温度为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
图7-1：喷发的海底火山——黑烟囱
图7-2喷发的火山和冷凝的矿物
因为深海热液口的环境较为极端，包括高压、黑暗、低氧、硫化物和重金属等有毒物质含量高等特征，并因此造就了热液生态系统与陆地-浅海光合作用为基础的生命体系有根本区别，它们形成以嗜热硫还原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。这一环境内的生物组成主要有细菌、双壳类、铠甲虾，与细菌共生的巨型管栖动物、管水母、腹足类和一些鱼类，这在压力巨大、一片漆黑的海底形成了一片繁华的生命奇景。这一群落随着“热液”的长消而出没，当“热液”停止喷发，这一群落也随着消失。当新的“热液”产生时，又能形成新的群落。
图8：热液区贻贝
热液活动带来了丰富的矿藏。专家们普遍认为，海底热液矿是极有开发价值的海底矿床。美国把海底热液矿床看作是未来的战略性金属的潜在来源，并且由政府出面，制订了中长期开发计划。投资75亿日元，建造了能下潜2000米的“深海2000”号，专门用于海底热液矿物的。
最后的盛宴——鲸落死亡不是生命的终点，是新生的起点，一鲸落，而万物生。对于水生生物而言，生于海死于海，这样的死亡充满了悲情色彩，但是当一只鲸的尸体坠入寒冷的、荒凉的，宛如墓园的深海后，用自己的血肉搭建了生命的乐园，滋养了四百多种海洋生物，尽管鲸鱼的一生仅有十几年，但它的死却为荒芜的深海带来了一个世界的生生不息。这种悲情而浪漫的生态系统就是——鲸落。
图9：下沉的鲸
鲸尸群落的演替分为 4 个阶段：第一阶段是“移动清除”阶段，生在鲸尸沉落到海底的两年以内，代表性物种为石蟹、鲨鱼、鳗鱼、端足类等;接下来是“丰富/投机”阶段，可持续两年时间，代表性物种为较小的腹足类和多毛类,这两个阶段的主要特征是群落生物量很大但物种多样性较低；然后是“化能自养”阶段，包括量的化能自养细菌和以化能自养细菌为食的动物，如一些囊螂科蛤类。最后是“暗礁”阶段，在这一阶段有机物已经被分解完毕，只剩下“暗礁”为悬浮滤食者提供附着基。
鲸尸群落是物种最丰富的深海生态系统之一，当前对于鲸落的研究除了发现野生鲸落外，也有学者把搁浅在沙滩的鲸鱼，拖到深海挂上重物沉到海底；此外也有人用牛尸，来模拟鲸落演替。
图10-1：鲸落演替
图10-2：鲸落变化图
浩瀚神秘的海洋蕴含无穷的秘密，纵使生命的起源源自海洋，但是我们对海洋的了解远不如太空。蕴含无数矿物、资源、能源的海洋，如同上了密码的宝库，等待着我们喊出“芝麻开门”来打开这座真正的宝库。
参考资料：
[1] Statistics Report for : Marine cold seeps and their manifestations: geological control, biogeochemical criteria and environmental conditions[J].
[2] Zhigang Zeng ,Shuai Chen ,Yao Ma et al.Chemical compositions of mussels and clams from the Tangyin and Yonaguni Knoll IV hydrothermal fields in the southwestern Okinawa Trough[J]. Ore Geology Reviews, 2016,OREGEO-01939; No of Pages 20
[3] Li Xinzheng，Dong Dong，Kou Qi, et al. Advances in research on deep-sea macrobenthic biodiversity with the progress in China[J]. HaiyangXuebao，2019, 41(10)：169–181，
