中国科学家在河北省的长城附近采集的矿石标本中，找到了距今14亿年前的海底原始生命的遗迹。专家认为，该发现对揭示生命起源和探寻外星生物都具有积极意义。
北京大学地球与空间研究学院教授李江海在分析从河北省兴隆县离长城约10千米处带回的硫化物矿石时，他和同事借助电子显微镜发现了“已经成为化石的球状和丝状细菌”。
中国科学家研究后认为，这些大小只有几微米，甚至更小的细菌化石，存在于143亿年前的“海底黑烟囱”（堆积在海底火山附近的硫化物）中。李江海说：“它们（细菌）不但可以适应高温、高压、没有阳光和缺乏氧气的极端环境，而且可能借助‘黑烟囱’喷发的硫化氢等物质，把对普通生命有毒的气体转化为养分。”此次发现的古细菌遗迹在中国已发现的同类细菌中是最古老的，它不但动摇了“万物生长靠太阳”的传统理论，而且为“地球早期生命起源于‘海底黑烟囱’”的推论提供了地质证据。
“海底黑烟囱”周围的海底生物
现在，科学界关于生命起源的普遍疑问是，早期地球大气圈缺乏氧气，也没有臭氧层来抵御能杀死陆地和浅海生物的太阳紫外线，原始生命如何在此条件下生存繁衍。对此，中国科学家认为长城脚下的发现支持了“海底深处是地球早期生命避难所”的观点。“接下来尚有大量工作需要开展，包括对野外地质的深入考察，对细菌遗迹特征、类型的甄别。”这位科学家说，“另外，还需要与其他原始生命记录，以及现代‘海底黑烟囱’周围的微生物进行对比研究。”
据资料记载，此前，国外一些科学家曾在现代“海底黑烟囱”中发现大量活动的微生物及其化石遗迹。经过科学测试后证实，这些细菌的基因组是所有地球生物中最原始的。
此外，李江海还认为，在长城附近的发现“还为人类寻找外星低级生命的努力展现了良好前景”。他说，既然早期地球上曾生存着无需氧气和阳光的细菌，那么不排除在其他星球上也将找到这种能忍受“极端条件”的低等生命及其化石记录的可能，“因为它们依靠硫化物的化学合成过程就可以生存。”
这位科学家说，目前国际同行大量的研究表明，在与地球早期环境最接近的火星、木星的欧罗巴卫星上很可能发现此类原始生命的痕迹，“因为这些星球早期都可能有过‘海底黑烟囱’的环境，具备早期生命起源和生存的地质条件。”与地表的火山喷发一样，在海底也存在类似的释放热量和能量的地壳运动形式。当海底喷出的岩浆的外围遇到冷的海水时会发生凝固，而内部由于高热和气体喷射，同时未受低温冷却的缘故却继续上升，这样就会形成烟囱状结构，这就是所谓的海底烟囱。
与此同时，海水是存在静水压的，海水每加深10米就相当于增加了1个大气压。目前已经探明的海底最深处为12000米，也就是1200个大气压，相当于120兆帕，而大多数地方的海底深度都在3000~8000米之间，也就是存在30~80兆帕的压力。此外，烟囱周围的海水由于受岩浆的加热，温度会升至200~500℃，甚至更高。这样在海底烟囱附近就形成了一个高温高压的热液区环境。
在如此的高温高压条件下，一些火山气体如CO2、CO、H2S等在岩浆矿物的作用下会发生反应生成一些简单有机物，包括一些生物分子的合成；随着溶液和岩浆的扩散，在烟囱中心与常温海水之间会存在一个温度场，在离烟囱中心较远温度相对较低的附近区域，生物分子趋于稳定，分子之间通过相互作用可能生成大分子体系，如蛋白、核酸等；在一些特殊的孔状结构的矿物中，新合成的生物分子沿着矿物表面扩展和延伸，则会产生原始细胞膜结构，这种细胞膜在孔状结构中发生闭合，将其他生物分子包裹在一起，这样最原始的生命就以单细胞的形式出现了。
科学家经研究还发现，很多古菌是生存在高热（经常100℃以上）、高盐、强酸或强碱等极端环境中的，这可以解释为古菌诞生于原始地球的极端恶劣环境。在一些高热体系中，如我国云南境内的腾冲热泉和美国黄石国家森林公园中的地热区，都发现有古菌的大量生存。当然也有些古菌能够在沼泽、废水和土壤中被发现。还有一些产甲烷的古菌生存在动物的消化道中，如反刍动物、白蚁或者人类。但是更多的古菌有嗜热倾向，在海底烟囱附近就发现有大量古菌。所以有理由相信海底热液区是地球生命共同祖先古菌的诞生地，也就是说地球生命起源于海底烟囱。
关于这一假说，还有两个侧面的间接证据。其一，地质古生物学研究表明，地球生命诞生于35亿年前，而这个时期地球是频繁遭受大量级的陨石撞击的，这种大规模的撞击事件对地球生物有着致命的打击，其产生的冲击波和热量足以摧毁任何形式的地面生物。这个时候地球最早的生命形式假设是诞生于海底，则无疑可以躲避这种灾难。其二，现有研究表明原始地球大气不同于现在，是缺乏氧气的（氧气含量的大幅度提升大约发生在23亿年前）。没有氧气也就谈不上臭氧层，没有臭氧层的保护，如果地球早期生命是诞生于陆地或地表，毫无疑问其将完全暴露于紫外线尤其是近紫外的辐射之下，这将会导致生物物种的灭亡。相反，如果他们是深藏在海底，则将可以安全地渡过地球无氧期。
据2009年10月28日新华网报道，我国首次用水下机器人发现海底巨大“黑烟囱”。我国自主研制的水下机器人“海龙2号”在东太平洋海隆海底发现罕见巨大“黑烟囱”并成功取样。这使我国成为国际上少数能使用水下机器人开展洋中脊热液调查和取样研究的国家之一。
“大洋一号”发现的海底黑烟囱
中国“大洋一号”科考船使用“海龙2号”太平洋赤道附近洋中脊扩张中心，找到高26米、直径约45米的巨大“黑烟囱”，并用五功能机械手准确抓获约7千克“黑烟囱”喷口的硫化物样品，顺利置放在样品框中带回科考船进行研究。
海底“黑烟囱”是指富含硫化物的高温热液活动区，因热液喷出时形似“黑烟”而得名。海底热液活动区被视为海洋科学近几十年来最为重要的科学发现之一，寻找海底“黑烟囱”并对硫化物进行分析，也是“大洋一号”科考的重要任务。
据介绍，“海龙2号”是我国自主研制的水下机器人，高约38米，长宽均为18米，能最大提取250千克的物品，是我国当前仅有的能在3500米水深、海底高温和复杂地形的特殊环境下开展海洋调查和作业的最高精技术装备。
海底烟囱又称海底烟筒。在大洋中脊或弧后盆地扩张中心的热液作用过程中，由于热液与周围冷的海水相互作用，使热液喷出口附近形成几米至几十米高的羽状固体—液体物质柱子，形似烟囱，故名。
因组分和温度差异，形成黑、白两种不同的烟囱：一般海水温度达300～400℃时，形成黑烟囱，是暗色硫化物矿物堆积所致，主要矿物有磁黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿；而温度为100～300℃时，则形成白烟囱，主要由硫酸盐矿物（硬石膏、重晶石）和二氧化硅组成，在烟囱附近散落有暗色硫化物和硫酸盐矿物并形成基地小丘、分散小丘等。
海底烟囱，可反映热液作用不同阶段的物质来源和温度条件，在其附近水温达300℃以上，压力亦甚大，但周围生长有许多奇特的蠕虫、贝类生物群体，似白烟雪球。它们有时会消失得无影无踪，可能与热液喷口周围温度及物质变化有关。这种生物现象，被认为是当代生物学的“奇迹”，已有不少学者以此作为探索生命起源和演化的重要场所。
最厉害的火山爆发之一
火山爆发是可怕的自然灾害，具有惊人的杀伤力。1815年，当印度尼西亚的松B瓦火山爆发时，整个爪哇甚至加里曼丹、新几内亚和澳大利亚也都听到它喷发的声音，火山喷射物甚至飞落到离该火山460千米远的苏门答腊海岸。
1883年，当印度尼西亚的克拉卡陶火山爆发时，地下爆炸所产生的冲击气浪竟环绕地球转了3圈。克拉卡陶火山爆发的吼声，传到了周围数千千米远的地方；海水先是打着漩儿迅速退离海岸，然后又以排山倒海之势猛冲上岸来！因海底爆炸而掀起的滚滚巨浪，冲过太平洋，一直抵达美洲和非洲海岸，并绕过好望角冲到了英国和法国海岸！高达30～40米的海浪撞击在英吉利海峡两岸，吞没了这一带的村庄和森林，冲倒了阻挡它前进的山丘！因这次水灾而死亡的人数多达36万余人。
事后，目睹这次灾难的一些海员们说，当时，他们的轮船正停泊在苏门答腊岛的海湾里。突然间，只见可怕的乌云遮住了太阳，火山灰铺天盖地地从天而降，后来竟变成了油乎乎的黏东西。海员们感到呼吸困难，透不过气来。天色越来越黑，海面像开了锅似的沸腾不止。当时，许多海员都认为世界要完蛋了！
这次火山爆发后形成的大量尘埃向西方运动。一个月之后，火山灰形成的乌云绕地球上空一圈，又过了两个月以后，整个地球的大气层里都充满了火山灰微粒，使全世界一度变得天昏地暗。甚至在好几年内，在欧洲仍可以观察到火山灰云。
据统计，在最近9000年以内，地球上一共发生过大约5500次火山爆发事件。其中某些火山的大爆发，甚至改变了地球上一些地区的历史进程。倒如，公元前1470年地中海的圣托林岛上发生过一次强大的火山爆发，竟毁灭了这个古代文明社会。有些人认为，关于大西洲的神话传说就是因这次灾难而产生的。
