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什么是热液和冷泉?听海洋所 “云上科学营”讲述海底的生命系统

2020-08-27 18:54 青岛日报社/观海新闻  

青岛日报社/观海新闻8月27日讯 什么是热液和冷泉?深海中的生物有哪些?生命系统又如何维持?近日,在中科院海洋所承办的中国科协 “云上科学营”——“科学”号海洋科学考察活动中,科学家们讲述了他们对大洋深处生命系统的研究。

深海冷泉中的各种生物。 

在几千米的深海中,没有阳光,但却存在生命。深海中的热液和冷泉,孕育了极端的生命现象,颠覆了“万物生长靠太阳”的基本理论。假如在没有太阳的情况下,地球自身就可以产生生命,那么人类有可能并不是外星的来客,而是从深海而来。  

张鑫研究员展示深海冷泉科考作业。

中科院海洋所张鑫研究员介绍说,深海热液又称为“黑烟囱”,主要是海底深处喷出的高温流体遇到海水时混合形成的“黑烟”,这些黑烟富含硫化物颗粒,流体成分主要是甲烷、二氧化碳和硫化氢,温度可以高达400摄氏度。冷泉跟热液的形态类似,最大的区别是温度,冷泉流体温度3℃到5℃,和周围的海水温度几乎一致。

深海冷泉中的潜铠虾。

就是在这种极端环境下,仍然生活着繁茂的生物群落。在81摄氏度的热液里,庞贝虫依然可以生存;在PH值只有1到2的强酸环境下,同样有大量生物存在。据介绍,深海生物具有一种特殊的机制,可以对深海喷出的化学物质进行氧化还原反应,从而产生物质和能量。换言之,深海中的微生物群可以以氢气、硫化氢或金属离子为“食”,从而供养了整个生态系统的生存。

那么,深海中的热液和冷泉会是地球生命的起源吗?张鑫认为,深海具备把无机物转变成有机物,再把有机物转变为生命的环境和能力,这和早期生命的起源有很强的相关性。因此存在很大可能,但目前还没有证据证明生命的起源来自深海。

从陆地到海洋,再到外太空,与深海中的热液和冷泉环境类似的是木卫二卫星和土卫二卫星。木卫二卫星的表面布满了冰层,内部与地球一样是铁核,也就可能是高温环境。在高温到低温的过渡中,木卫二卫星的中间地带极有可能存在一个液态的海洋。这其中会存在热液冷泉类似的生态系统吗? 目前还是未知之谜。

土卫二卫星的环境更为典型。NASA探测器发现,土卫二卫星冰层裂缝中喷出的羽状流,富含甲烷、大的有机分子和水分子,这跟热液形成的环境类似,但是温度很低。同时,木卫二卫星也存在岩石层,有板块的相对运动,因此极有可能存在因板块相对运动而形成的热液冷泉生态系统。

张鑫表示,目前,全人类都在对木卫二卫星和土卫二卫星做相关设计,计划利用航天器和深海机器人来探测是否存在生命。(青报全媒体记者 李勋祥)

责任编辑:岳文燕

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