新海山地图发现一万九千座海底火山

　　近日，新海山目录在《地球与空间科学》发表，在新罕布什尔大学海岸与海洋测绘中心主任Larry Mayer看来，这是“向前迈出的一大步”。

　　海底山脉除了对航行构成威胁外，还蕴藏着稀土矿物，使其成为深海采矿者的商业目标。它们是海洋生物的重要绿洲，其大小和分布也为板块构造和岩浆活动提供了线索。

　　“我们对海底的形状了解得越好，就越能为气候变化做好准备。”美国国家地理空间情报局（NGA）首席水文测量师John Lowell说，海山是帮助控制大规模海洋流动的“搅拌器”，这些海洋流动封存了大量热量和二氧化碳。NGA负责美国军方卫星测绘工作。

　　2005年，美国旧金山号核潜艇以超高时速撞上了一座海底火山，造成一名船员死亡，多人受伤。2021年，这种情况再次发生，美国康涅狄格号核潜艇又撞上了中国南海的一座海山，造成其声纳阵列损坏。

　　由于声纳只测绘了1/4的海底，因此还有多少海山存在仍未可知。但测量海洋高度的雷达卫星可以找到它们。现在，高分辨率雷达数据新增加了19000多座海山，但绝大多数海域仍未被声纳探测到。“这简直令人难以置信。”斯克里普斯海洋研究所的海洋地球物理学家David Sandwell说。

　　旧金山号事故发生后，Sandwell和同事从海军和NGA那里获得了资金，用于通过卫星寻找海山。他们已发现了数千个，其中700个会对潜艇构成威胁。但研究小组知道，他们的第一个海山目录还不够完整。Sandwell说，现在，有了来自高分辨率雷达卫星的数据，包括欧洲航天局的CryoSat-2和印度和法国航天局的SARAL，研究小组可以探测到1100米高的海山，这接近海山的下限。

　　海山通常以链状形式出现。昆士兰科技大学的地球物理学家Carmen Gaina说，海山目录将为地球内部的研究带来直接的好处。在大西洋东北部发现的新海山，可以帮助追踪为冰岛火山提供燃料的地幔柱的演变。这次调查还在印度洋的一个山脊附近发现了海山，在那里，随着构造板块的分离，新的地壳形成了。Gaina说，这表明，在一个曾经被认为岩浆匮乏的地区，存在着数量惊人的火山活动。

　　对生物学家来说，海山陡峭的斜坡就像珊瑚和其他海洋生物拥挤喧闹的摩天大楼。“它们是生物多样性和生物量的绿洲。”佛罗里达州立大学深海生物学家Amy Baco-Taylor说。但生物学家对海山在海洋生物多样性中所扮演的角色仍存在争议。

　　“如果我们不知道它们在哪里，我们就无法保护它们。”伦敦动物研究所动物学会的海洋生物学家Chris Yesson说。海山地图将让他们不会浪费太多时间。此前，Yesson和同事曾经到印度洋去研究一座海山，结果发现它是由声纳深度记录中的错误造成的幻影。

　　在理解海洋环绕全球的洋流传送带方面，新地图的重要性再大不过了。洋流将热量从赤道输送到两极，在那里水冷却并增加密度，直到向下俯冲，将热量和二氧化碳带入深渊。但这台永动机的另一面——深海海水对抗重力并向上上升，长期以来一直是个谜。

　　“上升流”曾被认为是在不同密度的深海层之间的边界处由湍流驱动，均匀地发生在整个海洋中。现在，研究人员认为它集中在海山和海脊。密歇根大学安娜堡分校的物理海洋学家Brian Arbic说：“有了地形，就会发生很多有趣的事。”

　　西布列塔尼大学的物理海洋学家Jonathan Gula说，当洋流在海山周围盘旋时，它们会产生湍流的“尾流漩涡”，可以提供能量将冷水向上推。在一项未发表的研究中，Gula和合著者发现，这些尾流漩涡使海山成为海洋向上混合的主要贡献者，也是气候的核心角色。Gula补充说，由于研究小组依赖的是旧海山目录，而不是新目录，因此海山的影响可能更大。

　　随着“海底2030”工程的推出，海山目录肯定会进一步扩大，这是一个由Mayer帮助领导的加速高分辨率声纳测绘的国际项目。美国宇航局的地表水和海洋地形卫星于2022年12月发射，可以测量几厘米以内的水面高度。Mayer说，考虑到声纳测绘航行的成本，更好的遥感技术将受到欢迎。