研究人員利用“發現”號深海ROV機器人上搭載的我國自主研發的深海激光拉曼光譜原位探測系統(RiP)

我科學家在熱液體系中發現超臨界二氧化碳  為生命起源提供新啟示

近日，《科學通報》(Science Bulletin)發表的封面文章《熱液體系中發現超臨界二氧化碳》，介紹了中國科學院海洋研究所閻軍和孫衛東課題組合作，首次在熱液系統觀測到自然狀態下超臨界二氧化碳流體的噴發。此次觀測到的超臨界二氧化碳中含有大量氮氣和有機組分，為生命起源以及初始有機質的形成提供了新的啟示。

據介紹，在我國大科學工程“科學”號科考船2016年的深海熱液航次中，研究人員利用“發現”號深海ROV機器人上搭載的我國自主研發的深海激光拉曼光譜原位探測系統(RiP)，在深海熱液區發現了具有超臨界二氧化碳流體噴發的熱液噴口，利用自主研發的深海熱液溫度探針測定了超臨界二氧化碳噴口溫度約為95℃，進而使用RiP探針直接在深海原位探測了噴發狀態的超臨界二氧化碳流體，發現深海超臨界二氧化碳拉曼譜峰在頻移、半峰寬等光譜參數上與實驗室內模擬獲得的超臨界二氧化碳完全一致。

同時，原位超臨界二氧化碳拉曼光譜中不僅含有甲烷、硫化氫、硫酸根等組分的拉曼特征峰，還含有大量的氮氣以及多個未知組分的拉曼峰，遠遠高于周圍海水。雖然單從拉曼光譜信息上很難確定未知峰對應的化學物質，但是拉曼特征峰的峰位可以反映化學鍵的信息。對拉曼特征峰的歸屬證明深海熱液區噴發的超臨界二氧化碳流體中很可能含有大量有機物質。考慮到超臨界二氧化碳在甲酸、氨基酸等有機合成中的重要作用，推測這些未知的有機物很有可能與氨基酸合成相關。

“在深海熱液區觀測到自然狀態下的超臨界二氧化碳流體，對于探索地球生命起源具有重要的啟示作用。”中國科學院海洋研究所研究員張鑫介紹說，地球生命起源與初始有機質形成一直廣受關注。生物學研究表明，超嗜熱菌很可能是地球上生命的共同祖先，因此熱液系統一直被認為與生命起源密切相關。但是熱液流體中缺少合成氨基酸的關鍵元素——氮，這是早期生命起源于熱液假說最致命的問題。而此次在深海熱液區發現的超臨界二氧化碳流體大量富集氮氣，正是早期地球從無機到有機的過程的絕佳反應介質。

責任編輯：Rex_08