地球曾經(jīng)被海洋覆蓋，地球的生命起源于海洋。然而，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，早期地球上的海洋與現(xiàn)在完全不同。最初的海洋是什么樣的？
海洋是如何形成的？在地球演化的早期，原始地球是由星云凝聚而成，氣體和固體顆粒逐漸分離形成原始大氣。原始大氣不斷逃逸到星際空間，因此原始大氣對地球水圈的形成沒有任何貢獻(xiàn)。在原始大氣逃逸的過程中，來自地球內(nèi)部的揮發(fā)性物質(zhì)不斷地取代了原始大氣，并逐漸演化為次級大氣。水圈的形成首先依賴于這種二次大氣。次生大氣的發(fā)育主要來自火山噴發(fā)等氣體釋放過程。
當(dāng)時，它是還原性的而不是氧化性的（氧化是現(xiàn)代大氣的一個特征）。在二次大氣形成之初，地球的溫度仍然很高，包括H2O在內(nèi)的幾乎所有揮發(fā)性氣體都在大氣中。但當(dāng)?shù)乇頊囟认陆档椒悬c以下時，水就會凝結(jié)成水，形成原始海洋。由于大氣中含有HCl、CO2等氣體，所以早期凝結(jié)水一定是酸性的，而且溫度也很高。
原始海洋的酸性熱水與火成巖中的礦物發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，溶解了二氧化硅和一些陽離子，形成了以鋁黏土礦物為主的原始海洋沉積物。
根據(jù)地球上發(fā)現(xiàn)的古代沉積巖的年代，推斷地球水圈的出現(xiàn)可以追溯到早期的地質(zhì)歷史。今天發(fā)現(xiàn)的最古老的巖石位于格陵蘭島西南部，年齡約38億年。雖然巖石已經(jīng)變質(zhì)，但仍保留著沉積的痕跡，說明當(dāng)時已經(jīng)出現(xiàn)了水。因此，人們推測地球水圈形成于38億年前。
當(dāng)海洋剛剛形成時，海水就像江河湖泊的水一樣清。后來，雨水不斷地沖走巖石和土壤，把巖石和土壤中的鹽分物質(zhì)沖入河流，河流流入大海的水增加了海水中的含鹽量。同時，海水中的水不斷蒸發(fā)（鹽幾乎不蒸發(fā)），這使得鹽的濃度越來越高。當(dāng)然，這個過程是很長的。水不斷蒸發(fā)，雨是由云反復(fù)造成的。它又落回地面，溶解了陸地和海底巖石中的鹽分，并在海水中不斷積累。經(jīng)過幾億年的積累和整合，已經(jīng)成為一個大容量的咸水。
科學(xué)家的一項研究發(fā)現(xiàn)，在地球早期的海洋就像毒液一樣，所有生物都無法生存。這是由丹麥南方大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)的。他們說，地球早期存在大片的海洋，那時海洋中有很多硫化物。這一發(fā)現(xiàn)是在考察大峽谷時發(fā)現(xiàn)的，他們在巖石中檢測到微量元素，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古時期海洋中含有大量硫酸鹽。當(dāng)時海水中鉬的含量遠(yuǎn)高于現(xiàn)在的海水，這些巖石在含氧水中更容易熔化。
負(fù)責(zé)這項研究的馬修博士說：“這是一個驚人的發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時的海水和現(xiàn)在有很大的差距，但我們?nèi)匀徊恢浪鼈兪侨绾胃淖兂涩F(xiàn)在這樣的。據(jù)科學(xué)家稱，當(dāng)時的海洋富含硫化物，特別是在淺海，其覆蓋范圍比今天高出400至800倍。
因為當(dāng)時大氣中沒有氧氣或臭氧層，紫外線可以直接到達(dá)地面。依靠海水的保護(hù)，生物首先在海洋中誕生。大約30億年前，也就是說，海洋中產(chǎn)生了有機(jī)物。首先，有低水平的單細(xì)胞生物。在6億年前的古生代，有藻類，在太陽下進(jìn)行光合作用，并產(chǎn)生氧氣。結(jié)果，臭氧層形成了。此時，生命開始落地。
總之，隨著水和鹽度的逐漸增加，以及地質(zhì)歷史的巨大變化，原始海洋逐漸演變?yōu)榻裉斓暮Ｑ蟆?/p>
1871年，達(dá)爾文在一封信中寫道：“很可能生命最初是在一個小熱水池里。”后來，這個“熱水池”被稱為“原始湯”。但由于當(dāng)時條件所限，對“原始湯”的研究一直沒有進(jìn)展。直到100多年后的1977年，美國科學(xué)家才在加拉帕戈斯群島的底部發(fā)現(xiàn)了它。
1977年“阿爾文”號潛水器潛入加拉帕戈斯群島的深海，那里的深海水溫被測得高達(dá)8℃。與此同時，海底出現(xiàn)了白色巨型蛤蜊。這一反常現(xiàn)象引起了專家的關(guān)注。1979年，阿爾文再次來到這里，并帶來了許多生物學(xué)家。正是這項研究揭開了“深海熱液生物群”的神秘面紗。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，海底熱液攜帶大量硫化物，經(jīng)水冷卻后形成巨大的“黑煙囪”。直徑約15cm的煙囪噴出350℃左右的含礦熱液。沉淀物與周圍海水混合后，迅速變成“黑煙”。沉積物主要由磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和銅鐵硫化物組成。這些海底硫化物沉積物形成了被稱為“黑煙囪”的垂直圓柱形土堆。
近30年來，科學(xué)家在桂山島在內(nèi)的世界各地海底發(fā)現(xiàn)了海底熱液和“黑煙囪”，在“黑煙囪”附近發(fā)現(xiàn)了許多生物，形成了與人們的常識截然不同的生物群和食物鏈。最具代表性的有機(jī)體是3米長的管狀蠕蟲，它沒有嘴和肛門，依靠體內(nèi)的硫細(xì)菌進(jìn)行營養(yǎng)。個體大小有利于一次性大量進(jìn)食，也有利于快速移動到達(dá)食物來源，能長期忍受饑餓。
“黑煙囪”附近生物鏈的生存環(huán)境與太古代生命相似。太古代沒有綠色植物，也沒有光合作用產(chǎn)生大量氧氣。此外，光合作用也可能來源于水熱溶液的“黑煙囪”。U、 美國科學(xué)家在5000米深處關(guān)閉潛水器的燈5分鐘，并在熱液噴口中發(fā)現(xiàn)了亮光。這種光顯然被最早的生物所利用，并顯示出高光合效率的優(yōu)勢，推動了生物的進(jìn)化。因此，我們說生命的起源很可能是從海底的“黑煙囪”開始的。
