課程內(nèi)容

（一）什么是深海

1.1深海的定義

沒(méi)有絕對(duì)明確的定義，一般說(shuō)法有兩種

1.在海洋學(xué)和生物學(xué)上一般以水深兩百米為界定義深海

2.1000米以下，完全黑暗、沒(méi)有陽(yáng)光的環(huán)境叫作深海

1.2深海的特點(diǎn)

1.壓力大：每十米相當(dāng)于增加一個(gè)大氣壓（50千克的空心鋼球在1000米水深氣壓下被壓扁）

舉例探究一：深海的雞蛋

問(wèn)題一：雞蛋在1100的深海會(huì)不會(huì)被壓碎

結(jié)果：沒(méi)有碎，但可能是空隙導(dǎo)致

問(wèn)題二：從深海帶回的雞蛋會(huì)不會(huì)變咸

結(jié)果：有咸味，蛋表皮咸，蛋黃不咸

2.深海溫度

除南北極以外深海中沒(méi)有0度以下的海水

白煙囪：最高能有200多度

總結(jié)：深海大部分溫度低，但在少部分里溫度很高（海底甚至有氣態(tài)水）

3.深海中的氣態(tài)水

熱液硫化物礦物把氣態(tài)水封在海底，水面其實(shí)是海水和氣態(tài)水的分界

由于海底的壓力大，水汽化溫度相應(yīng)升高， 倒置湖中的水汽化溫度達(dá)到378度，而實(shí)際測(cè)量是383度（也就側(cè)面反映確實(shí)是氣態(tài)）

4.深海中的物理現(xiàn)象：全反射

所謂“波光粼粼”其實(shí)是攝像燈的反射光

上面是氣體，下面是液體，上面密度高于下面，因此發(fā)生全反射

5.深海海水的酸堿性

正常海水是弱堿性（8.1），在某些環(huán)境下（白煙囪）為極酸（2到3）或強(qiáng)堿（9到11）

有人認(rèn)為堿性環(huán)境是生命起源

6.深海中的特殊生命現(xiàn)象

（1）熱液

1977年熱液體系發(fā)現(xiàn)之前深海在人們印象中是荒涼的、黑暗寒冷的，但并非如此

如圖示，海內(nèi)的巖漿加熱海水讓海水得以流動(dòng)，帶出各種化學(xué)氣體，供養(yǎng)生命體系（熱液），溫度可達(dá)450度

(2)冷泉

溫度與正常海水相差不大（叫這個(gè)名字純粹與“熱液”形成對(duì)比）

推測(cè)冷泉（甲烷與水形成）中可燃冰分解成夾雜化學(xué)氣體的產(chǎn)物噴出，得以形成生態(tài)系統(tǒng)

簡(jiǎn)而言之：地表通過(guò)光合作用建造生態(tài)，深海通過(guò)化學(xué)合成形成生態(tài)系統(tǒng)（變相推翻萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)的理論）

（二）為什么要研究深海

2.1豐富的深海資源

1.可燃冰

在海底或凍土層由水和甲烷形成的類似冰的物質(zhì)，是一種未來(lái)的清潔能源（1000米水深發(fā)現(xiàn)）

在圖中所示場(chǎng)景中可燃冰是貽貝和潛鎧蝦的食物，且可燃冰在不斷分解，產(chǎn)生氣泡

把杯子扣到氣泡上得到的是固體（可燃冰），呈現(xiàn)出內(nèi)部空心的籠狀結(jié)構(gòu)（而且這玩意兒真能燃燒）

未來(lái)的清潔能源，點(diǎn)燃只產(chǎn)生二氧化碳和水，資源潛力無(wú)限，總儲(chǔ)量是已知天然氣石油等總量的兩倍以上（相當(dāng)于能再供給兩個(gè)人類史，而且還能再多）

但可燃冰開(kāi)采需要謹(jǐn)慎，否則可能導(dǎo)致災(zāi)害

2.深海稀土

稀土是軍事武器建造中一種輔助穩(wěn)定的物質(zhì)，深海中有大量?jī)?chǔ)備

2.2深海與全球的氣候變化

深海的甲烷如果進(jìn)入大氣會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的溫室效應(yīng)

深?；鹕絿姲l(fā)時(shí)刻都在發(fā)生，釋放大量物質(zhì)和能量，通過(guò)海洋影響全球

2.3深海與地球的生命起源

深海有特殊的生物體系，熱液和冷泉噴出熱量造就微生物成為初級(jí)生產(chǎn)者，而且不需要陽(yáng)光，某種意義上深海的生物體系才是地球上土生土長(zhǎng)的原住民（日常懷疑自己是外星人）

猜測(cè)最早的生命來(lái)源于深海的熱液噴口

超臨界態(tài)二氧化碳對(duì)有機(jī)物有溶解性，在日常生活中是很好的清潔劑，而且其中溶解很多氮?dú)?/p>

地球生命起源假說(shuō)

地球早期存在超臨界二氧化碳層，與水層間存在界面，也就是原始湯，湯里魚(yú)龍混雜，有水有氮?dú)猓猩接惺ǖV物）指不定還有化學(xué)物質(zhì)摻一腳。各種物質(zhì)湊在一起就有了氨基酸，可能產(chǎn)生生命

香港的李一良老師認(rèn)為由于閃電不斷劈在交互面，堆積有機(jī)物（相當(dāng)于結(jié)合米勒實(shí)驗(yàn)和熱液假說(shuō)，折中融合）

（三）如何研究深海

3.1深?？瓶即?duì)）

比如東方紅三號(hào)、海洋六號(hào)、深海一號(hào)、探索一號(hào)

【科學(xué)號(hào)】

一艘船，能搭載HOV載人深潛器，ROV無(wú)人深潛器

【HOV】載人深潛器

艾爾文號(hào)（ALVIN,美國(guó)）、鸚鵡螺號(hào)（Nautile,法國(guó)）、MIR（俄羅斯）、深海勇士號(hào)（中國(guó)，4500米級(jí)）、蛟龍?zhí)枺ㄖ袊?guó)，7000米級(jí)）、奮斗者號(hào)（中國(guó)）

【ROV】無(wú)人攬控潛器

放機(jī)器人下海，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播影像，有七盞燈，九個(gè)攝像頭

3.3深海實(shí)驗(yàn)室-LOOP

在海底裝個(gè)監(jiān)控，觀察變化，實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)

拍攝一年后發(fā)現(xiàn)冷泉生態(tài)系統(tǒng)并不穩(wěn)定，生物數(shù)量忽多忽少（原因暫且不知，交給祖國(guó)的未來(lái)）

(四）地球之外的深海

木衛(wèi)二上面可能有類似熱液的生態(tài)系統(tǒng)（外星人預(yù)定，科考仍在繼續(xù)，吾輩仍需努力）

課后討論問(wèn)題

一：西紅柿、土豆、燈泡會(huì)被深海壓爆嗎？

（提示：雞蛋透光，是一個(gè)卵）

二：深海特殊的化能合成生物可以在我們的環(huán)境（地表）生存嗎？

三：為什么在深海海底可以一秒成冰（可燃冰）？

四：我們是“地球土著”還是“天外來(lái)客”？

五：海洋孕育的生命在宇宙中是否孤單？