【中国科学报】我国科学家首次在自然界发现超临界二氧化碳
2020-05-15 09:10:54
深海激光拉曼探针(RiP)在深海热液区原位探测超临界二氧化碳流体。中科院海洋研究所供图
近日，中科院海洋研究所研究员阎军和孙卫东课题组合作，首次在西太平洋一处热液系统观测到自然状态下超临界二氧化碳流体的喷发。据悉，这是全球首次在自然界发现超临界二氧化碳，此次观测到的超临界二氧化碳中含有大量氮气和有机组分，为研究生命起源及初始有机质的形成提供了新启示。该成果近日作为封面文章刊发于《科学通报》（英文版）。
在“科学”号科考船2016年深海热液航次中，利用“发现”号深海ROV机器人上搭载的我国自主研发的深海激光拉曼光谱原位探测系统（RiP），研究人员在1400米深海热液区发现了有超临界二氧化碳流体喷发的热液喷口。
研究人员利用自主研发的深海热液温度探针测定超临界二氧化碳喷口温度约为95摄氏度，进而使用RiP探针直接在深海原位探测了喷发状态的超临界二氧化碳流体，发现深海超临界二氧化碳拉曼谱峰在频移、半峰宽等光谱参数上与实验室内模拟获得的超临界二氧化碳是完全一致的。
同时，原位超临界二氧化碳拉曼光谱中不仅含有甲烷、硫化氢、硫酸根等组分的拉曼特征峰，还含有大量的氮气以及多个未知组分的拉曼峰，远远高于周围海水。
科研团队基于这项科研成果，提出了新的地球生命起源假说：在地球早期，原始大气有超过100大气压的二氧化碳，在原始海洋形成以后，在海洋与大气交界面形成了超临界二氧化碳层，富集大量氮气，并与海水和露出海表面的岩石矿物结合，催化产生有机物，成为地球上早期生命源头。
（原载于《中国科学报》 2020-05-15 第1版 要闻)