近日，由中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所主導(dǎo)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，在西北太平洋的千葉-堪察加海溝和阿留申海溝發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的海底生態(tài)系統(tǒng)——在深度達(dá)到9,533米的深淵海底，存在著目前已知最深的化能合成生命群落及伴生地質(zhì)流體活動(dòng)。
科研團(tuán)隊(duì)利用“奮斗者”號(hào)載人潛水器，揭示了全球海洋最深地帶——深淵帶中延綿蓬勃生長(zhǎng)的化能合成群落和巨大甲烷儲(chǔ)庫(kù)。這些生命不依賴(lài)陽(yáng)光獲取能量，而是利用地質(zhì)流體中的化學(xué)反應(yīng)獲取新陳代謝所必需的能量。這一發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了關(guān)于生命在極端深度生存能力的傳統(tǒng)認(rèn)知，更為探討深海碳循環(huán)的復(fù)雜機(jī)制提供了全新視角。
深淵是指深度在6,000米至近11,000米之間的海溝區(qū)域，通常形成于板塊俯沖帶。雖然科學(xué)界長(zhǎng)期推測(cè)化能合成群落可能廣泛存在于深淵區(qū)域，但此前實(shí)際發(fā)現(xiàn)的案例屈指可數(shù)。
該研究首次在深達(dá)9,533米的極端深度以及跨越2,500公里的廣闊海溝底部，直接觀測(cè)到世界上分布最深、分布規(guī)模最大的化能合成生命群落。這些群落主要由管狀蠕蟲(chóng)和雙殼類(lèi)軟體動(dòng)物組成，它們依靠沿著斷層上涌的富含硫化氫和甲烷的流體維持生命。這一研究發(fā)現(xiàn)了化能合成生命新物種，后續(xù)研究有可能揭示全新的代謝途徑和極端壓力適應(yīng)機(jī)制。
該研究對(duì)理解地球深部碳循環(huán)具有深遠(yuǎn)意義。通過(guò)地球化學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)這些環(huán)境中的甲烷實(shí)際上是由沉積層深處的微生物活動(dòng)產(chǎn)生的。這表明，在深淵海底之下存在著一個(gè)前所未知的、龐大活躍的深部生物圏，不斷將由沉降有機(jī)質(zhì)分解而來(lái)的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。因此，這一過(guò)程可能封存了大量的從上層海洋沉降的有機(jī)碳，并以天然氣水合物等形式在深淵海底形成規(guī)模巨大的甲烷儲(chǔ)庫(kù)，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的深海碳循環(huán)和碳收支模式。
這一發(fā)現(xiàn)也直接挑戰(zhàn)了“深淵生態(tài)系統(tǒng)主要依靠從海洋表層沉降的有機(jī)顆粒和動(dòng)物殘骸維持”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。相反，研究證明，化能合成生命可能在深淵生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮著更重要的作用，并深刻影響著深淵生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在此發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究人員提出了“化能生命長(zhǎng)廊”假說(shuō)——化能合成生態(tài)系統(tǒng)在深淵的分布可能遠(yuǎn)比目前發(fā)現(xiàn)的更為廣泛，有望在全球范圍內(nèi)形成一條沿構(gòu)造活動(dòng)活躍、有機(jī)質(zhì)豐富的海溝底部分布的“化能生命走廊”。
此次研究是“全球深淵探索計(jì)劃”（GHEP）的重要組成部分。這項(xiàng)為期十年的國(guó)際科研計(jì)劃由深海所主導(dǎo)，旨在利用最先進(jìn)的深潛技術(shù)揭開(kāi)地球深淵無(wú)人區(qū)的奧秘。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》（Nature）上。
論文鏈接
目前最深的化能合成生態(tài)系統(tǒng)
代表性動(dòng)物群
深淵冷泉形成模型
本文鏈接：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)目前最深的化能合成生態(tài)系統(tǒng)和甲烷儲(chǔ)庫(kù)http://www.sq15.cn/show-12-1552-0.html
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