Page 55 - 海洋科學序列教材G3-G5初階海洋素養

科學內容背景

大洋是世界商業性漁業最主要的漁場，但是河口卻是這些漁獲的養育場域。水鳥也懂得利用這塊孕育
魚類的場域，牠們每年遷徙到繁殖區域時，總不忘順道造訪河口，取用小魚、植物或無脊椎動物。許
多水鳥就在河口附近的泥灘或沼澤覓食。如果少了這塊河口覓食區，許多水鳥撐不到遠方的繁殖區，
還沒來得及產生下一代就會死亡。許多生物和人類都依賴河口，有些大規模城市和商業重鎮就在河口，
密西西比河、科羅拉多和和沙加緬度河等河川的河口，都可以找到這樣的城市。

深海熱泉
學生可能聽過黃石公園的老忠實噴泉（Old Faithful），這座名聞遐邇的間歇泉，每天總會噴發個幾
次。地殼底下的水，因為火山活動的岩石受熱增溫，從裂縫向上噴出水柱。深海熱泉，可說是海床上
的間歇泉，不停的噴出熾熱的海水，也噴出了礦物質。西元 1977 年，首座深海熱泉被科學家證實發現。
深海熱泉已知分布於太平洋與大西洋，大部分的深度約 2100 公尺（7000 呎），位於海床擴張之處。
深海熱泉如何形成？在中洋脊附近，形成地球地殼的巨大板塊正往兩邊遠離，造成海床的破裂地帶。
海水滲入裂縫，地殼地下融化的岩石，也就是岩漿，把海水增溫到極高的溫度。海水受熱後向上竄升，
一有裂隙就會噴回海洋。滾燙的海水噴回海洋之際，溫度可達華氏 750 度（攝氏 400 度）。縱然海水
溫度如此的高，還是不會沸騰，與這個深度下的水壓極大的關係。有些深海熱泉還伴隨著稱為「煙囪」
的構造，這是因為噴出的海水也把地殼底下的礦物質帶出，滾燙的海水遇到周圍接近零度的海水，溶
化的礦物質開始凝固堆積，形成酷似煙囪的結構。煙囪變長的速度有多快？地質學家很感興趣—18 個
月內成長了 9 公尺。太平洋中靠近美國奧勒岡州的一座名叫「哥吉拉」（Godzilla）的深海熱泉，在
傾倒前居然達到 15 層樓的高度。

科學家想了解深海熱泉，原因有很多。首先，深海熱泉的生物，與地球其他區域都不同。深海熱泉的
位置，陽光無法穿越抵達，因此生產者無法運用陽光合成食物，因此深海熱泉食物網不需要從陽光取
得能量。不過，深海熱泉的生物，還是得到賴以維生的氧氣，這是因為遙遠上方的水層，可以行光合
作用的生物釋放出氧氣，氧氣再透過海水沉降作用抵達深海熱泉。其實，深海熱泉食物網，靠著海水
從地殼帶上來的礦物質。特殊的細菌可以從礦物質取得能量並合成葡萄糖，可說是此地食物網的基礎。
這些細菌從礦物質合成所需的養分，也可說是食物網的生產者。深海熱泉食物網的其他生物，例如蝦
子或小螃蟹，則以細菌為食。可以長到 6 呎高的巨大的管蟲，則完全不需要捕食其他生物，靠著體內
細菌產生的養分就足以維生了。

適應

所謂「適應」，就是獨特的遺傳特質，讓該物種能夠存活並且繁衍後代。適應的方式有許多，可能是
構造（例如牙齒或鰭），也可能是內部的生理程序（例如光合作用）。透過遺傳顯現的行為有助於求
生存，例如許多鳥類都演化出遷徙的行為，也可說是一種適應。社會大眾對於生物的適應，往往有所
誤解，例如認為生物個體可以自行決定適應行為，或是幾個月或幾年時間可以習得適應行為。事實上，
適應是整個物種的演化結果，要透過好幾個世代才能完成，不是單一個體的個別行為。某些遺傳改變，
引發的特徵有助於生物的存活與繁殖，然後該項改變遺傳給未來的世代。這些改變，最後成為該物種
的適應方式。我們每天都在談論日常生活的「適應」，迷思概念可能就此產生。我們會說：某人已經
學會適應某個情境，例如新的工作。學生聽到讓生物在棲息地賴以求生的「適應」，再聯想到求職的「適
應」，可能引發學習的問題。

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