深海的巨大能量

科学家普遍相信，海底的岩浆活动与一种被称为巨热流柱的神秘现象有关，这种热流柱是一些富含化学物质的热液，且体积巨大——可超过100立方千米（相当于4000万个标准游泳池大小）。然而，对于这种巨热流柱的具体起源，仍然不够明确。

图片 黄色正方形标注的是已在海底探测到的巨热流柱的位置 ，红色三角显示的探测到的深海火山灰。
在新研究中，英国利兹大学的应用数学家Sam Pegler和地质学家David Ferguson通过利用过去研究中对太平洋东北部的火山灰沉积的详细测量数据，发现这些火山灰可以从喷发点蔓延到几千米之外的地方。而且他们意识到，这种扩散并不能简单地用潮汐或其他洋流来解释。
他们建立了一个用于描述火山灰在海底扩散的数学模型。通过计算，他们发现输送这些火山灰，需要火山喷发以大约1~2太瓦（1太瓦 = 10¹²瓦）的巨大功率释放能量，并在数小时内就形成与观测到的巨热流柱特征相符的热液羽状流，这些热液羽状流就像陆地火山的大气羽流一样——先是向上升腾，然后向水平方向扩散。这为证明巨热流柱与活跃的深海火山喷发有关提供了强有力的证据。
那么，到底是什么产生了如此强烈的热量和化学物质，并最终形成了巨热流柱呢？
一个最显而易见的候选答案是——最新喷发的熔岩。乍一看，新结果似乎支持这种说法，它们表明巨热流柱的形成与熔岩和火山喷发同时发生。但是，当研究人员计算了这一过程所需的熔岩量时，发现得到的数据高到不合理——是大多数情况下海底熔岩流的十倍。
也就是说，只有火山过程所释放的能量，很难驱动一个巨热流柱，它很可能需要额外的热量输入。研究人员猜测，它们很可能是由在海洋地壳中的热液的快速排出造成的。当岩浆向上喷发时，很可能会带动这些温度高于300°C的流体。

我们早已知道在地表下的岩石中生活着各种各样的微生物。在海底的热泉喷口附近，科学家还发现过一些“极端微生物”（生活在极端环境中的微生物），这样的发现进一步推动了我们对于生命的定义的思考。新的研究表明，巨热流柱来自地壳，这一结果与在某些巨热流柱中检测到了这些细菌是一致的——与巨热流柱的形成有关的热液的快速排出，有可能是将这些微生物从地下分散出去的主要机制。如果是这样的话，那么深海火山活动就是影响了极端微生物群落的地理分布的一个重要因素。