新華社青島5月11日電(記者張旭東)《科學(xué)通報(bào)》近日以封面文章刊發(fā)中國(guó)科學(xué)院海洋研究所和中國(guó)科學(xué)院海洋大科學(xué)研究中心的一項(xiàng)科研成果:我國(guó)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(guó)科學(xué)院海洋研究所研究員張?chǎng)谓榻B,在“科學(xué)”號(hào)科考船2016年深海熱液航次中,科研人員利用我國(guó)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(huì)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(jī)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?!睆?chǎng)握f(shuō)。
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?dú)?,遠(yuǎn)高于周?chē)K蜔嵋褐械牡獨(dú)鉂舛?,這說(shuō)明超臨界二氧化碳對(duì)氮?dú)庥懈患饔?。此外,這些熱液流體中含有一些未知有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。
科學(xué)家分析認(rèn)為,深海熱液區(qū)的超臨界二氧化碳、氮?dú)馀c周?chē)V物質(zhì)結(jié)合,催化產(chǎn)生有機(jī)物,從而實(shí)現(xiàn)從無(wú)機(jī)到有機(jī)的轉(zhuǎn)化過(guò)程,而有機(jī)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(guó)科學(xué)院海洋研究所研究員孫衛(wèi)東說(shuō),熱液所特有的化能生物群落具有不依賴陽(yáng)光和嗜熱特性,深海熱液系統(tǒng)被認(rèn)為可能與地球上初始生命產(chǎn)生的環(huán)境類(lèi)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(shuō)最致命問(wèn)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?dú)?,為地球早期從無(wú)機(jī)到有機(jī)的過(guò)程提供了絕佳反應(yīng)介質(zhì)。
科研團(tuán)隊(duì)基于這項(xiàng)科研成果,提出了新的地球生命起源假說(shuō):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?dú)?,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(jī)物,成為地球上早期生命源頭。
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