《科學(xué)通報》近日以封面文章刊發(fā)中國科學(xué)院海洋研究所和中國科學(xué)院海洋大科學(xué)研究中心的一項科研成果：我國科學(xué)家在西太平洋一處深海熱液區(qū)發(fā)現(xiàn)超臨界二氧化碳，這是全球首次在自然界發(fā)現(xiàn)超臨界二氧化碳，并為研究生命起源提供了新啟示。
中國科學(xué)院海洋研究所研究員張鑫介紹，在“科學(xué)”號科考船2016年深海熱液航次中，科研人員利用我國自主研發(fā)的深海原位拉曼光譜探針，在1400米深海熱液區(qū)發(fā)現(xiàn)了噴發(fā)含有超臨界二氧化碳流體的熱液噴口。
“在31攝氏度、7.3兆帕的溫壓條件下，二氧化碳才會以超臨界態(tài)的形式存在。超臨界二氧化碳既有氣態(tài)性質(zhì)，又有液態(tài)性質(zhì)，能快速溶解有機物。日常生活中的干洗就是用超臨界二氧化碳，石油工業(yè)中也大量使用超臨界二氧化碳作為溶劑，雖然被廣泛應(yīng)用，但此前還從未在自然界中發(fā)現(xiàn)超臨界二氧化碳。”張鑫說。
利用深海原位拉曼光譜分析，科研人員發(fā)現(xiàn)，含有超臨界二氧化碳的熱液流體中有大量氮氣，遠高于周圍海水和熱液中的氮氣濃度，這說明超臨界二氧化碳對氮氣有富集作用。此外，這些熱液流體中含有一些未知有機化學(xué)物質(zhì)。
科學(xué)家分析認為，深海熱液區(qū)的超臨界二氧化碳、氮氣與周圍礦物質(zhì)結(jié)合，催化產(chǎn)生有機物，從而實現(xiàn)從無機到有機的轉(zhuǎn)化過程，而有機物是生命基礎(chǔ)，這為研究地球生命起源提供了新啟示。
中國科學(xué)院海洋研究所研究員孫衛(wèi)東說，熱液所特有的化能生物群落具有不依賴陽光和嗜熱特性，深海熱液系統(tǒng)被認為可能與地球上初始生命產(chǎn)生的環(huán)境類似。生命的基本組成物質(zhì)是氨基酸，但熱液流體中缺少氨基酸的關(guān)鍵元素——氮，這是早期生命起源于熱液假說最致命問題。此次在深海熱液區(qū)發(fā)現(xiàn)超臨界二氧化碳流體大量富集氮氣，為地球早期從無機到有機的過程提供了絕佳反應(yīng)介質(zhì)。
科研團隊基于這項科研成果，提出了新的地球生命起源假說：地球早期，存在于海洋與大氣交界面的超臨界二氧化碳層，富集大量氮氣，并與海水和露出海表面的巖石礦物結(jié)合，催化產(chǎn)生有機物，成為地球上早期生命源頭。(記者張旭東)
關(guān)鍵詞： 超臨界二氧化碳
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