昆侖熱液系統(tǒng)因其極高的氫通量、巨大規(guī)模和獨(dú)特地質(zhì)背景而獨(dú)樹(shù)一幟。

科學(xué)家們?cè)谖魈窖蠛５字掳l(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的富氫熱液系統(tǒng)。該系統(tǒng)的探索使用了載人深潛器“奮斗者”號(hào)。

該系統(tǒng)為研究深海蛇紋石化作用提供了新的視角 —— 蛇紋石化是一種富含鐵和鎂的巖石與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成蛇紋石礦物并釋放氫氣的過(guò)程。

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所（IOCAS）的科學(xué)家們指出，該系統(tǒng)對(duì)于理解地球內(nèi)部過(guò)程以及可能孕育生命起源的條件至關(guān)重要。

百倍于“失落之城”

研究人員揭示，昆侖熱液場(chǎng) —— 一個(gè)位于加羅林板塊穆紹海溝以西約80公里處的構(gòu)造活動(dòng)活躍區(qū) —— 由20個(gè)大型海底洼地組成（部分直徑超過(guò)一公里），它們像“管群”（一組垂直或陡傾的圓柱狀巖石結(jié)構(gòu)，可將地球內(nèi)部的液體或氣體向上輸送）一樣聚集在一起。

其總面積達(dá)11.1平方公里，即比位于中大西洋洋脊亞特蘭蒂斯地塊上的獨(dú)特深海熱液場(chǎng)“失落之城”（Lost City）大一百倍以上。

“昆侖熱液系統(tǒng)因其極高的氫通量、巨大規(guī)模和獨(dú)特地質(zhì)背景而獨(dú)樹(shù)一幟，”該研究的通訊作者孫衛(wèi)東教授說(shuō)，“這表明蛇紋石化驅(qū)動(dòng)的氫氣生成可以發(fā)生在遠(yuǎn)離大洋中脊的地方，挑戰(zhàn)了長(zhǎng)期以來(lái)的認(rèn)知。”

勘探較大洼地

這項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的研究披露，研究人員使用載人深潛器“奮斗者”號(hào)勘探了其中四個(gè)較大的洼地，這些洼地具有類(lèi)似金伯利巖筒的陡峭巖壁，深度達(dá)130米。在這些“管道”底部較小的坑中觀測(cè)到了生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)原位拉曼光譜分析，獲得了熱液中約5.9至6.8毫摩爾/千克的氫氣濃度。

根據(jù)排放區(qū)測(cè)繪和流速分析，昆侖熱液區(qū)每年的氫氣通量估計(jì)為4.8 × 1011 摩爾/年。據(jù)一份新聞稿稱，這至少占全球海底非生物來(lái)源氫氣總產(chǎn)量的5% —— 對(duì)于一個(gè)單一系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是顯著的貢獻(xiàn)。

該新聞稿指出，包括類(lèi)似金伯利巖筒的陡壁洼地、爆發(fā)角礫巖沉積物和層狀碳酸鹽結(jié)構(gòu)等地質(zhì)特征表明，該熱液活動(dòng)遵循階段性演化：首先是氣體驅(qū)動(dòng)的噴發(fā)，隨后是長(zhǎng)時(shí)間的熱液循環(huán)和礦物沉積。

“特別引人入勝的是其生態(tài)潛力，”孫教授說(shuō)，“我們觀察到多種多樣的深海生物在此繁衍生息 —— 蝦類(lèi)、鎧甲蝦、海葵和管蠕蟲(chóng) —— 這些物種可能依賴于氫氣驅(qū)動(dòng)的化能合成作用。”

研究人員聲稱，這一發(fā)現(xiàn)為研究氫氣排放與原始生命出現(xiàn)之間的聯(lián)系提供了一個(gè)天然實(shí)驗(yàn)室。昆侖熱液區(qū)這種富含氫氣的堿性流體被認(rèn)為模擬了早期地球的化學(xué)環(huán)境。

研究團(tuán)隊(duì)宣稱，昆侖熱液系統(tǒng)不僅拓展了我們對(duì)深海氫氣過(guò)程的認(rèn)識(shí)，也為識(shí)別未開(kāi)發(fā)的海底氫氣資源開(kāi)辟了新途徑。

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