2009年8月8日

水世界,離我們真的很近

海,到底有多深?或許專家會回答你一個數字。但海的深處,那個無人居住的地方,究竟是否真有另一「群」,活在地球內部的外星人?

作者/邵芷筠

今年的1 月號開始,《科學月刊》有個新的專欄——《咱的海》,為我們執筆的是中山大學海洋地質所的陳鎮東教授。專欄的宗旨是要讓大家更親近海洋的世界,了解到在地球這麼「水」的星球上,有哪些值得我們去探究的故事。剛好在去年,兩本十分熱賣的暢銷書出現在市面上——《群》跟《海》。作者法蘭克.薛慶,以小說的形式,將神祕的海洋描繪呈現到讀者的眼前。陳教授也讀了這兩本書,我們藉由這專訪,請陳教授談談他的讀後感,分享他眼中的水世界。

神祕的海洋

訪問陳教授那天,才坐下來,他就劈頭一句「書裡內容有些搞錯了」,嚇了我一跳,原來他的意思是說,有些科學事實,《群》跟《海》中的描述略有出入,某些細節與陳教授所知道的不大相同。筆者猜想,這可能是因為《群》是小說,比較帶有科幻色彩,難免加上一點誇張的元素。這兩本書的故事情節豐富,共同傳達給社會大眾一個強烈的觀念,那就是我們應該更認真地去認識海洋。

人類對海洋的了解,要比我們對外太空的認識少得多,書中甚至將海洋比喻為「內太空」。在薛慶的筆下:「科學家們不得不承認,人類對這顆自以為統治了千萬年的星球,了解的程度並不比太空多。」是否海洋之於人類,真如同書名所說的,是「另一個宇宙」呢?關於這一點,身為海洋專家的陳教授,難免要為在海洋世界探險的同行們,小小辯護一下。他舉例說,目前我們還沒有確切證據,支持外太空有其他生物的存在;相反地,至少在海洋裡,已經發現到很多種不同的生物,而且其中某些物種或領域,可說是有很深入的研究。所以說究竟人類了解不了解海洋,端看是從什麼樣的角度切入。總之,就海洋而言,我們可以說的故事是很多的。

陳教授強調,人類雖然住在陸地上,但其實海洋離我們非常地近。以台灣為例,這座島上還沒有哪個地方,與海洋的距離超過75 公里。相較之下,在外太空的尺度裡,月球、行星、太陽等等星體,和地球的距離,都是以光年作為單位的,如此的區隔,確實使得宇宙顯得更為遙遠而難以捉摸。不過,陳教授深深同意,相對於海洋之廣之深,其中絕大比例對人類而言,仍然是充滿著未知。從這個角度看來,我們對海洋的了解確實是少之又少。說到這裡,陳教授舉了一個很有趣的例子。

海底黑煙囪

人類對海洋的探索,從千百年前就開始了,照理說,這麼長的一段時間,應足以讓我們去發展高深的技術,累積足夠的知識。然而,事實並非如此。就算到今天,我們對海洋的了解也還是有限。有一種特殊的海底地質結構「海底熱泉」,竟是直到西元1979 年,才第一次被發現!在過去30 年間,世界各地陸續有許多論文發表,證實熱泉的確遍布全球,至今每一年都仍不斷有新的發現。(談到這裡,陳教授興奮地告訴我們,台灣方面也發現了自己的海底熱泉,就是龜山島熱泉)海底熱泉是一種特殊的地質結構,形狀有點像是海底的火山口,但是規模小得多,而且形成的機制原理,也與火山口大不相同。海底火山口通常發生在地殼板塊的交界面。當一個板塊隱沒到另一塊之下,深達數公里時,地底的高溫會使岩石熔融,形成岩漿;岩漿受熱而浮升,累積到一定的壓力,就會向上爆發噴出,形成所謂的火山。例如環太平洋一圈,是由各個板塊的交界面連成一氣,地質學家稱之為火圈(ring of fire),其中就包括許多的海底火山口。至於所謂熱泉,又被稱為黑煙囪,跟海底火山的原理是完全不相干的,不過出現的位置或許會很接近,《海》中就有提到這種地質結構。

前面提到的板塊交界面或縫隙中,除了有岩漿之外,還有被岩漿加熱的海水,其中溶有大量的金屬。當這樣滾燙的海水因為壓力而鑽出地殼向上噴出時,在湧出瞬間遭遇到冰冷的海水,溫度驟降而溶解度減小,金屬就會被沉澱出來。

如果海水中有硫,就會形成金屬硫化物,例如硫化鐵,大多呈黑色。所以當年第一位在海底觀察到海底熱泉的人,看到了一股就像是從地底冒出的濃烈黑煙,黑煙囪之名由此而來。

簡單來說,海底熱泉其實是海底帶有黑色粒子的噴泉,黑色的硫化物會在噴口處堆積,形成類似火山口的結構,像是個黑黑的煙囪頭。而且,天然熱泉大部分都呈酸性,最早是在大西洋發現,後來太平洋、印度洋都有。

咱們台灣龜山島也有一個熱泉,是全世界所知最淺的,才10 公尺深,而且它是目前所知最酸的熱泉,腐蝕性特別強。這個熱泉與眾不同,它是全世界唯一的「黃」煙囪,為什麼是黃的呢?這裡先賣個關子,將來陳教授會在專欄裡告訴大家的。

甲烷水合物

現在要把各位的注意力,轉移到書中的另一個關鍵:甲烷水合物。【更進一步的內容,請參閱第476期科學月刊】

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