“冷泉”——深海极端生命和高品质水合物的窗口

天然气水合物

       1984年，在加利福尼亚州蒙特利尔海湾（Monterey Bay）水深3200 m的海底，美国科学家Charles Paull首次发现了海底以下沿着海底裂隙向底层海水中渗漏或喷溢的富含天然气和硫化氢的流体，该流体的温度与周围海水接近，为了区别于海底热液（温度比周围海水高，富含CO2，常见于海底火山和洋中脊地区），Paull首次提出了冷泉（cold seepage）的概念。自此，在全球范围内便不断有学者对海底冷泉进行了报道。到目前为止，对海底冷泉的研究已经持续了40多年，在地球科学界，冷泉流体是继洋中脊热液被发现和研究之后又一个最令人兴奋的新发现之一，为科学研究开辟了一个新领域。随着科学技术的发展，尤其是深海探测技术的大力发展，借助无人遥控潜水器（ROV）和载人深潜器等先进设备，使得深海探索和研究变得更直接和直观。随着研究的深入，人们对海底冷泉系统也有了更深刻和全面的认识。

       冷泉是指来自沉积界面以下，成分以水、碳氢化合物（甲烷为主）、硫化氢和细粒沉积物为主的低温流体（通常只有几℃），以渗漏、喷涌或扩散的方式向海底面运移，并在甲烷渗漏区滋养了大量化能自养生物群落的一种海底环境。国外文献资料中，冷泉有多种称谓，常见的有cold venting、hydrocarbon venting、cold hydrocarbon-venting、cold seepage、cold seep及hydrocarbon seepage等，有时也直接被称为seepage。冷泉广泛发育于活动和被动大陆边缘海底，在全球范围内广泛分布（图1），从热带到两极极区、从浅海陆架到深海海沟均有分布。现已在全球大陆边缘海底发现活动冷泉上千个。目前已在全球众多大陆边缘发现了冷泉及其活动产物之一的冷泉碳酸盐岩，如俄勒冈州沿岸，如Cascadia水合物脊、日本海、尼罗河深海扇、新西兰大陆边缘、哥斯达黎加边缘海、地中海、黑海、阿留申群岛和中国南海等地区，其中Cascadia水合物脊、俄勒冈州沿岸和墨西哥湾附近地区的冷泉活动研究程度最深。

       在过去的几十年中，随着深海高分辨率声学成像技术和深海光学成像技术的进步，科学家们获得了更多也更丰富的关于深海的高分辨率数据。通过多波束测深、侧扫声纳、多波束反向散射（包括水柱影像）等地球物理手段，既可以对海底进行直接的视频实时观察，还可以进行准确度极高的采样，再结合地球化学研究，已被发现和识别出的海底流体渗漏构造越来越多。在广泛的勘探和研究基础上，目前海底冷泉渗漏的识别标志具有广阔的多样性，主要有以下几种：（1）海底麻坑；（2）板状、烟囱等形状的自生碳酸盐岩；（3）沉积物孔洞和细菌席（bacterial mats）；（4）海底泥火山；（5）水合物丘；（6）包气沉积层；（7）化能自养生物群落等。

“蛟龙号”在南海冷泉区拍摄到的毛瓷蟹和贻贝

       冷泉相关的研究一直是科学界所关注的热点科学问题，主要是由于它与潜在能源天然气水合物、全球变化及其极端环境生命之间密切相关。深水冷泉区是天然气水合物产出的理想场所，冷泉系统发育的水合物还具有埋藏浅，品质高的特点。

loveboyzmj

学习了

tengyihua

很好的介绍，冷泉的存在对于寻找深海油气藏有着非常重要的指示性作用