海底的水密度最大，因此深海的水温总是向下变冷。但是，1977年，美国Alvin号深潜器在东太平洋下潜时，却吃惊地发现水温越来越高：原来这里的洋中脊有海底热液口，有大于300摄氏度富含硫化物的高温热液如“黑烟”状喷出，冷却后形成“黑烟囱”耸立海底。这次发现打开了人们的眼界：原来海底是“漏”的，沿着全世界6万千米长的大洋中脊，分布着一些地球深部的窗口，海水下渗到海底以下两三千米和岩浆相互作用，将金属元素带上形成富含硫化物的黑色热液，从海底喷出。更为有趣的是热液区居然有以硫细菌为基础、以管状蠕虫为代表的动物群，它们依靠地球内源能量——地热的支持，在深海黑暗和高温的环境下，通过化学合成生产有机质，构成“黑暗食物链”。以后的调查，又在各大洋的洋中脊分别发现了不同类型的“烟囱”和“热液动物群”。原来在深海的海底，沿着地球深部的“窗口”，存在另一个奇特的世界：这里的“黑烟囱”一天中居然可以长30厘米，虽长得快，倒得也快；热液生物也生长神速，那里的蛤类有30多厘米大，管状蠕虫可以有3米长。对这些全新的成矿过程、全新的生物群，我们完全缺乏了解。

科学家很快又发现：海底的“黑暗食物链”和特殊矿物的形成，并不以热液为限。在大陆坡上段的海底下面，分布着一种奇怪的矿物称为“天然气水合物”，又称为“可燃冰”。这是甲烷分子锁在冰的晶格中，在温度低于7℃、压强大于50个大气压下保持稳定，而一旦升温或者减压，就会熔化而释出164倍体积的甲烷。有人估计，全球“可燃冰”中的碳可能相当于所有矿物燃料，包括石油、天然气和煤的总和，是新世纪潜在的能源，也是包括我国在内许多国家海上优先勘探的对象。“可燃冰”中的甲烷缓慢释出时，这出口就成为海底的“冷泉”，形成碳酸盐结壳，产生不靠光合作用的“冷泉生物群”，其中包括依靠硫细菌的管状蠕虫^[9]，是和热液口一样的“黑暗食物链”。其实，深海海底还会有其他种类的液体析出，有其他类型的“黑暗生物链”形成。例如，在大洋中脊的侧翼，会有40℃—90℃的热液流出，形成碳酸盐的“白烟囱”和特殊的低温热液生物，依靠的是橄榄岩变为蛇绿岩时放出的能量。^[10]

总之，大洋底下还有“大洋”（图3）。洋底有不同成因、不同温度的液体流出，在那里形成许多矿物，有的就是我们寻找的矿床；也有的形成了人类完全陌生的另一个生物世界，有待我们去认识。而这种认识只能从海底去进行，在海底的平台上去观测（图4）。北美太平洋岸外的胡安德富卡（Juan de Fuca）区，是热液口观测最为密集的海底；日本本州的相模湾（Sagami Bay），是冷泉长期观测的地点。因此，世界的海洋生物已经从两个观测面上进行：从海面观测我们熟悉的以太阳能为基础的“有光食物链”，从海底观测则是以地球内部能量为基础的“黑暗食物链”。(www.daowen.com)

图3　洋底下的海洋：海底下的流体

图4　海底热液口的原位长期观测、采样和试验设备示意图