地球第二生命区之谜

作者: 张永胜(河北)

自然界动植物的生存第一源泉当归功于氧,月球上因为缺氧称之为无生命的寂静世界。毛泽东主席的遗体,为能长久保存,人们只须把水晶棺内的空气抽掉,使之无氧,从而达到长久不腐败的效果。多年来将氧视为生命源泉之首,当之无愧。不少学者断言,无氧的任何空间和区域都是死亡的世界,这似乎已成为不可抗拒的自然规律。

还有些人预测,除陆地和大陆架(浅海水域)之外,大洋深处3000米以下为死亡线,也为生命的禁区。因为深海中没有阳光,植物不能进行光合作用,加之不与空气接触,深海水中几乎不含游离氧,显然不具备各种靠鳃呼吸动物的生存条件。就连隐花植物、有叶绿素可以自己制造养料的原始藻类都无法生存。加上气温很低、压力极大,据压强推算,在10个大气压以上,一般常见带腹腔的海洋生物几乎都被压扁。

但近几年人们在海洋锰矿探测中观察到,环太平洋火山活动带深海5000米深的海底,有较多火山成因的结核状锰矿层。最令人惊奇的是,这里存在一个鲜为人知的生物活动区《这些生物赖以生存的主要元素,并不是人们熟知的地壳表层的氧,而是来自地球深处上地幔中所喷出的硫(S)。因此,硫被尊为生命的第二源泉,该区自然成为第二生命区。

硫是一种非金属元素,通常叫硫磺,淡黄色,质硬而脆。因为它不传热、不导电,工业上多用作高压磁瓶的固定剂,同时硫还可用来制造火柴、火药,或作为橡胶制品的添加剂等等。硫在自然界多是以硫化物的状态存在,常见的有:黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CaFeS2)及长相厮守、形影相随的雄黄(AsS)、雌黄(As2S3)等。硫有一种独特的物理性质,可以升华。随着温度升高,硫化物首先分解为金属元素和硫元素,只因硫本身没有液化阶段,它直接升华为硫气,这就为硫直接与海水反应,生成适合生物需要的硫化物、硫的配合物及游离硫创造了条件,为第二生命区的诞生奠定了物质基础。

据地质专家考证,环太平洋的海底,由于太平洋板块(硅镁层)向欧亚大陆(硅铝层)俯冲,产生碰撞,在碰撞相结合的缝合线部位,形成大量火山群。这些线状、环状分布的火山群除喷发出大量岩浆外,后期均转为喷出大.量含硫的气体,气体在上涌的过程中与海水发生化学反应,迅速生成石膏(CaSO4)等盐类晶体。这些石膏类在火山口附近聚集、沉淀,生成诸多似烟筒状群体,称为“黑烟筒群”。这样海底石笋如林的地貌形成了,恰是这些海底“石笋”喷发出来的硫气,奇迹般造就了与地表生物世界隔绝的独立系统和生物类型。

另据海洋生物专家鉴定,在缺氧、暗无天日、寒冷的深海水域,生物的生存是靠硫提供的。由于硫蒸气侵入、扩散到海底水中,海水周围升温,形成温暖的生活、生存环境。正因为含硫量异常丰富,而厌氧的食硫、喜硫的细菌类、藻类相应而生。大量的菌类藻类的繁盛,使食草、食细菌、食微生物的动物开始繁殖,一些软体的瓣腮蛤类和节肢的水陆两栖蟹类占据了这一水域。值得注意的是,这些蟹类与地表螃蟹迥然不同。由于环境所限,两栖的条件不复存在,蟹只能沿海底爬行,而无呼吸空气的条件。为了适应这样的环境,它们的呼吸器官开始演化,调整为只用鳃呼吸为主的鱼类生活方式。变化最大的还属眼睛。在漆黑世界里不能靠眼睛辨别方向和捕食、躲避天敌,而是凭触角感觉生活。这样眼睛已失去存在的实际意义,急剧退化。同生活在滨海地区的螃蟹比较,两个外突鼓鼓的明亮眼球已不复存在,明显萎缩变小,成为昏暗的两个小突起,看上去两只眼睛的部位仍依稀可辨。

因为它们的活动已完全不靠眼睛,而听力和感觉变得非常发达、灵敏,异常的小小水动,它们都会很快发觉,并立刻逃离。为了猎取它们,人们必须乘坐特别的潜水器,下到5000米深的海底。下潜之后,水的压力过大(足以把人挤成肉饼),人一步也不能离开潜水器,须借助于从潜水器中伸出的机械手。机械手在伸出和张开时发出的声响和水的搅动感,会使蟹逃之夭夭。只有等一切声响消失后,蟹以为一切平静如初,再次出来活动时,守株择兔般张开的机械手才能捕捉到它们。现在人们习惯称这种蟹为“盲蟹”,全身的甲壳变得更厚更坚硬,不过还保持着横行的习惯。

在这些蛤、蟹的活动区外围还可见到不少带状的鱼类在游动,偶而也可遇到会发光的鱼在活动,它们以捕食盲蟹类为生。总之,这个依靠硫而生活的区域有一明显的同心圆生物分布规律,即以每一个海底火山口为中心,首先是菌类密集区,向外辐射的环带圈生活着移动缓慢的底栖蛤类、蟹类等,再向外扩展,才是游动速度快的鱼类,这些生物有机结合,形成了一整套相互依存的生物链。虽然这些神奇的生物区仅占浩翰海洋的很小部分,但确似窗口开创了深海底生物研究的新纪元。以硫为主导的地球上另一条生物链的形成和出现,对人类研究事业给予了很大启迪,提供了新思路。