極端生物學 淺海熱泉與烏龜怪方蟹

下潛至煙霧瀰漫、伸手不見五指的「牛奶海」，被噴著白煙、冒著氣泡的海底熱泉圍繞，轟隆隆的震動，彷彿聽見了地球心臟跳動的聲音，見到了地球最初始的樣貌。這樣如同地獄般的場域，很可能是地球上最早出現生命的狀態，在如此極端的環境，僅有少數生物棲息，其中，最引人注目的是——烏龜怪方蟹。

海研二號初體驗

二○一九年五月，我登上研究船「海研二號」，從台灣北部的基隆碧砂漁港出發，航行至龜山島。這一趟旅程，對我而言新鮮感十足，不僅是首次來到龜山島，也是海洋研究船初體驗。

我的主要任務是協助國立台灣大學海洋研究所及國立中山大學海洋科學學院的研究團隊，做科學調查和影像記錄。航行中，研究人員和技術人員忙著準備各種設備和儀器，琳瑯滿目的器材，每一項都令我雙眼發亮、充滿好奇。不過，對於什麼都是第一次見的門外漢來說，一定不敢隨便亂碰這些看起來就很昂貴的東西，唯一能幫得上忙的，就只剩拿起相機在一旁默默記錄。

在颱風季節來臨前的五月，台灣東北部海域的氣候及風浪都還算穩定，水溫也逐漸回暖。沿途上，台灣本島高聳的山脈和美麗的海岸線都清晰可見，繞過三貂角燈塔後不久，一座形狀就像巨型海龜的島嶼，在如同鏡子的海平面上逐漸清晰，在海上航行了約四個小時，終於來到龜山島。因安全考量，船長將吃水較深的海研二號錨泊於龜山島外海；緊接著，船員熟練地將橡皮艇從後甲板吊掛入水，研究團隊早已準備好所有儀器，人員一個接一個跳上小艇，出發往龜山島靠近。

潛水調查的主要樣點，位於龜山島東側的龜首海域，隨著小艇離龜首愈接近，海面的顏色，從深藍慢慢變為淺藍再轉變到乳白。強烈刺激的「臭雞蛋味」不斷地撲鼻而來，抬頭望向龜首的峭壁，明顯可見崩塌過的痕跡，岸際的碎石正不斷地冒著白煙。真是不可思議，眼前的這一座島嶼，是一座還「活跳跳」的火山島。我感到血液正被加溫，內心也隨之蠢蠢欲動，心跳加速、呼吸急促、肌肉緊繃，是不安、是緊張、是畏懼、是興奮，是一種既充滿期待又怕受傷害的複雜感覺。

揹起氣瓶、戴好面鏡、穿上蛙鞋後，我坐在小艇邊，在船長一聲令下背滾式入水，接著，將浮力背心洩氣，緩緩下潛。首先映入眼簾的，是白茫茫的一片，就像是進入了濃霧中，伸手不見五指，什麼都看不見。我將手腕上的潛水電腦錶更貼近雙眼，以便看清楚自己的下潛速度和所處的深度，五米、六米、七米十米。不久，身體明顯感受到一股強勁的水流，水流迅速將白霧帶走，海水頓時變得清澈許多，終於可以依稀看見海底的輪廓了。

十五米深的海床上，遍布著大大小小、灰白色的岩石，岩石縫隙中不斷噴著陣陣白煙、冒出氣泡，噴發的白煙和氣泡會間歇性地忽大忽小，水中能見度也隨著海流強弱而時好時壞，就像是置身於摻雜牛奶且沸騰的氣泡水中，這種奇妙的感覺，實在是難以用言語形容。更貼近海底熱液噴口，傳入耳中的轟隆隆聲響變得更加明顯，身體也能感受到海底微微的震動。

噴口內的溫度大約攝氏65℃至攝氏116℃，噴發出來後，便被周圍約攝氏20℃的海水稀釋，在噴口旁潛水，只會有一股溫溫的感覺，不至於熱到燙傷。最不好受的，是沒有被防寒衣和頭套包覆、裸露出來的臉部皮膚和嘴唇感到的麻痺與刺痛。潛水員與研究人員在水下一刻都不得閒，採集水樣和沉積物，測量水溫、溶氧量和酸鹼值等，試圖瞭解如此特殊的環境，究竟由什麼組成，又是一個什麼樣的存在？

天然的科學實驗場

水下作業完畢後，我們搭乘小艇回到研究船上，回想這一切，像是做了一場夢。原來，看似平靜無波的牛奶海底下，海流正在狂奔，海底正在沸騰。這一趟旅程，彷彿從火山口鑽入了地心探險，聽見了地球心臟跳動的聲音，見到了地球最初始的樣貌，這樣如同地獄般的場域，很可能是地球上最早出現生命的狀態。

神祕的海底火山，一直到近五十年來世人才有機會一窺其樣貌。一九七七年二月，美國科學家乘坐潛水艇阿爾文號(Alvin)下潛至東太平洋兩千五百米深處，探索板塊交接處的加拉巴哥大裂谷(Galapagos Rift)，深海中一根根煙囪般的海底熱液噴口，首次被人類親眼目睹。這些深海煙囪除了不斷冒出不明物質之外，令科學家更震驚的，煙囪就像是深海中的綠洲，群聚了大量的貽貝、巨型管蟲等生物。除了顛覆原本想像的深海應當是一片死寂的荒漠之外，也推翻了當時認為地球上食物鏈的基礎，都須倚賴陽光和光合作用。

後來科學家陸續發現，煙囪噴口食物鏈的基礎是化學合成，這些生物利用從噴口湧出熱液中的硫化氫等化學物質，以及其他礦物質作為食物，而這些過程都不需要借助光合作用。此後，關於海底熱液噴口的研究在全世界持續進行，目前已知活躍的海底熱液噴口大多位處於上百、上千米的深海，通常人類都難以抵達、一探究竟，研究難度高且費用高昂。

西太平洋的台灣，處於全球板塊運動及火山活動最頻繁的環太平洋火山帶，當菲律賓海板塊向北隱沒入歐亞板塊之下，導致一連串的火山噴發，形成了包含龜山島在內的琉球島弧。台灣東北方海域的沖繩海槽，海底結構複雜，深海遍布許多活躍的海底火山及熱液噴口，龜山島則是南沖繩海槽多座火山當中，唯一一座浮出於海面的活火山。

龜山島因所處位置距離台灣本島近，離宜蘭烏石港僅約十公里，除冬季經常有東北季風，及夏季颱風經過，風浪不佳之外，春季及秋季大多數時間都容易抵達。加上水下的熱液噴口有別於深海的煙囪，是散布於水深約二至三十米處的淺海熱液系統，潛水員可以下潛近距離觀察記錄、採樣及測量，使得得天獨厚的龜山島，成了一座天然的科學實驗場，不僅適合地質學及地球科學等研究，也是海洋學家做海洋化學、海洋生物及海洋酸化等研究的絕佳場域。