太平洋 2500 米深的大陆边缘,海底热液喷口持续向外输送高温流体。红色管状蠕虫扎堆附着在喷口周边,青白色螃蟹、小鱼穿梭其间觅食。这里没有阳光,整套生态依靠热液释放的化学能维持运转,随着深海探测仪器不断升级,研究者慢慢摸清这片特殊栖息地的环境细节。

海水顺着地壳裂缝向下渗透,接触岩浆之后升温至 400 摄氏度,裹挟大量硫化铁喷出,形成不断飘散黑烟的 “黑烟囱”。喷口之外的海水温度只略高于冰点,冷热水体瞬间交汇,造就这片反差极强的环境。除了热液喷口,海底还有泥火山,喷出的不是岩浆,而是泥浆与气体。地幔热量推动沉积物融化、向上涌动,形成含甲烷的流体。高压低温环境下,甲烷固化成甲烷水合物,也就是可燃冰,成片铺在火山周边海底。
1979 年,生物学家完成加拉帕戈斯海隆热液喷口的首次专项调查。从这次调查算起,平均每 10 天就能在这里找到一个新物种。三十多年的持续勘探,被记录下来的物种,只是这片区域生物总量里很小一部分。每一次下潜采样,都能找到新物种,群落之间的依存关系也持续刷新认知。

北冰洋的哈康莫斯比泥火山,是另一处观测点位。这片海域海面常刮起时速 20 米以上的大风,浪高可达 6 米,潜艇进出作业风险很高。研究者搭乘两艘和平号深潜器,下潜到 1250 米深度开展观测。海底分布蠕虫、绵鳚科鱼,还有不少尚未定名的生物。可燃冰表层铺着一层白色细菌,像薄地毯覆盖海底。气候模型的数据显示,北冰洋海水温度小幅上涨,就会触发甲烷释放,大量甲烷进入大气。甲烷温室效应强度超过二氧化碳十倍以上,会改变全球气候走向。
喷口附近的温度梯度变化很快,短距离内温度起伏巨大,适应能力弱的生物无法在此定居。庞贝蠕虫是目前已知耐受高温能力最强的多细胞生物。它们成群贴在黑烟囱周边,特拉华大学克雷格・凯利整理观测数据,记录到这类环节动物长期生活在 65 摄氏度的水体,还能在超过 75 摄氏度的环境里存活。更早的研究观点认为,多细胞生物无法在 54 摄氏度以上的环境存活,庞贝蠕虫的观测记录改写了这个认知。

这类极端环境里的生物,如何维持代谢、延续生命,完整机制还没有定论。相关猜想集中在生存行为模式、细胞特殊结构,或是两种因素叠加。深海热液、泥火山栖息地,依旧还有大量等待验证的问题。