我國科研人員發現弧后深海熱液系統存在堿性黑煙囪-全球簡訊

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5月18日，科技日報記者從中國科學院海洋研究所(以下簡稱“中科院海洋所”)獲悉，該所研究團隊與北京科技大學團隊合作，基于自主研制的深海原位拉曼光譜探測系統構建了高溫熱液流體原位pH的測量方法，并將其應用到對弧后熱液系統的原位探測研究中，發現受沉積物影響的高堿度熱液流體的原位pH可為堿性。相關成果近日發表于國際地學期刊《地球物理研究通訊》。

激光拉曼光譜系統原位探測深海熱液區黑煙囪。中科院海洋所供圖

堿性熱液系統被認為是地球生命起源的理想場所，因為堿性熱液環境可以為地球早期生命的形成提供理想的離子梯度條件。但是，目前堿性熱液噴口僅發現于大西洋“失落之城”熱液區的白煙囪。在全球廣泛分布的黑煙囪區域是否也存在堿性熱液噴口呢?要解答這一疑問，必須準確獲取熱液pH值，但傳統測量方式很難滿足這一需求，因為先取樣后實驗分析的測量方式不可避免會出現流體溫度變化、礦物沉淀和電離平衡的改變，從而影響熱液流體的pH。

針對這一問題，中科院海洋所與北京科技大學開展合作，基于深海極端環境模擬平臺開展了H2S-HS-電離平衡體系的定量分析研究，分別建立了H2S、HS-在高溫高壓條件下的拉曼定量分析模型和熱液原位pH反演模型。研究團隊以典型弧后熱液系統為研究靶區，利用“發現”號ROV搭載深海原位拉曼光譜探測系統開展了原位探測，成功獲取深海黑煙囪熱液流體的H2S、HS-原位濃度和pH。研究人員首次發現，高溫噴口的原位pH值可達6.3，已超過中性流體在該噴口溫度壓力下的pH值(5.6)，呈現弱堿性特征，并且原位pH值比在常溫下測量的結果高約1.5。該研究證實堿性熱液噴口不僅存在于“失落之城”這種受蛇紋石化反應控制的熱液區域，還可能在靠近大陸邊緣的受沉積物顯著影響的熱液區域普遍存在。

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