我们能够埋葬二氧化碳吗?

2006年,一支由日本和德国科学家组成的考察队,在台湾海域附近海底取得了一个重要发现.考察队在观察海底热液泉时,意外发现了一个液态二氧化碳湖.在正常情况下,地球表面的二氧化碳呈气态,但在海洋深处,由于巨大的压力和极度的寒冷,二氧化碳被压缩、冷却成液态,并聚积在一起形成湖泊.     

西南印度洋脊的海底热液活动和硫化物勘探

多金属硫化物是海底热液活动的主要产物,以其富含铜、锌、铅、金和银等贵金属元素成为一种潜在的海底矿产资源,备受关注.2007年以来,中国大洋调查航次在西南印度洋脊开展了4个航次共8个航段的海底热液活动调查,发现了8处热液区.在此基础上,中国大洋矿产资源研究开发协会与国际海底管理局签署了西南印度洋脊1×104 km2的多金属硫化物勘探合同.系统介绍了中国在西南印度洋脊海底热液活动调查中(2007~2010年)发现的热液区(点)分布,并初步分析了典型热液区的地质特征.基于此,提出将来西南印度洋脊硫化物勘探中应注重开展西南印度洋脊多金属硫化物控矿因素、非活动/埋藏型硫化物找矿方法、海底多金属硫化物资源评价方法等方面的研究,亟需加快建立热液区尺度的近底硫化物勘探技术体系.     

生命的伊甸园

深海鲸尸生态群落和深海热液泉生态群落的存在向我们暗示, 地球生命也许并非诞生于地表, 而有可能起源于黑暗的深海底或炽热的地壳深处,甚至是另一颗行星的地壳深处……     

冲绳海槽北部两个可能的现代海底热液喷溢点

作为目前处于扩张作用早期的弧后盆地,冲强海槽内的现代海底热液活动及其成矿作用具有许多特性。迄今所发现的3个主要热液活动区均位于海槽的中部。在海底火山发育,地壳厚度较大的冲绳海槽北部的两个采样点拖网采到了仅存于活动热液喷口附近的“热液伴溢蛤”壳体,推断在冲强海槽北部存在有现代海底热液活动的可能性。给出了热液伴溢蛤壳体的特征和产了位置,分析了热液伴溢蛤的生态习性,指出应重视研究热液生物化石对热液活动的示踪性,即通过提取热液生物化石中保存的热液活动记录来探讨热液活动在时间、强弱、化学万分等方面的规律性。     

海底深处岩石缝隙中发现大量细菌

正2020年4月,科学家在南太平洋海床下方的深层岩石缝隙中发现了一种古老细菌。因为细菌所在的岩石远离海底热液喷口,所以这些细菌不太可能来自海底热液喷口。科学家猜测这些细菌已经在岩石缝隙中繁衍了超过1亿年。让人惊讶的是这些细菌的密度     

冲绳海槽宫古段西部槽底海底气泉的发现

中国科学院海洋研究所“科学一号”调查船于2000年在冲绳海槽宫古段进行了地球物理调查. 在对调查资料进行了处理以后, 在西部槽底近陆坡底部的位置上发现了海底气泉的存在. 给出了海底气泉存在的证据, 并讨论了海底气泉的成因及水合物存在的可能. 指出, 模拟测深记录上以及单道地震剖面上出现的气柱现象可能是由地层中的气体从海底逸出引起的; 海底气泉控制了直径约2.2 km左右的范围, 为一个巨型的低温气泉. H14地震剖面上发育典型的帘式反射, 标志着异常反射区地层中游离气的存在. H12地震剖面在相近的位置上出现的浊反射进一步印证了地层中游离气的存在. 根据地震剖面上异常反射的形式, 推测地层中游离气含量比较高, 至少超过地层体积的1%. 在构造位置上, 海底气泉处在海槽西部近陆坡底部一个次一级的盆地当中. 该盆地的西侧为东海陆架断隆, 而东侧以及南北两侧都被基底隆起所控制. 其中南部的基底隆起至今还在明显抬升中. 盆地中发育了很厚的沉积地层, 地层厚度超过3.5 km. 由于地层自身的重力负荷, 以及周边基底隆起引起的构造挤压, 盆地中层D以下发育泥底辟构造. 泥底辟构造成为地层中超高压气体及低密度流体向上迁移的有效通道, 也是海底气泉发育的直接原因. 根据温度和压力条件估算以及地震反射特征, 认为气泉处帘式反射顶部以上地层可能含有水合物.     

深海两千五百米——加拉帕戈斯海底热液探索

30多年前(1975年),人们在位于东太平洋的加拉帕戈斯海底首次发现了正在活动的海底热液,以及与此相伴的热液生物群落。这个发现震撼了当时的科学界,对以后地学、生物学的发展起到了巨大的影响,以至在今天人们还很难断言这一发现最终的意义。在下面这些不连贯的笔记中,作者记录了在2005年随同科考船亚特兰蒂斯(RV/At-lantis)及深潜器阿尔文(Alvin)在这一海域的工作经历,以此纪念30多年前的这一科学发现。     

探索海底生物的奥秘

不久前,当3名美国海洋生物学家乘坐袖珍潜艇"阿尔文号"在厄瓜多尔的加拉帕戈斯群岛附近海底探测火山口间隙泉时,出乎意料地发现:尽管海底深度已超过2414m,呈现在他们眼前的却是个     

海底热液活动与生命起源

现代海底热液活动及有关的生命现象是最近三十年来自然科学最重要的发现之一,给地质学、地球化学和生物学的研究提供了全新的视野。通过对地球早期环境条件及其演化的研究,结合地质历史上最早生命的记录,一些科学家意识到,海底热液活动完全具备地球上生命起源必需的物质、能量和环境条件。在热液条件下,不仅一些有机物能通过无机合成得以生成,喷口/海水界面上剧烈的物理和化学梯度为嗜热化能自养微生物提供了能量。嗜热化能自养微生物是热液生态系统的初级生产者,在生物进化历史上也最接近“最后的共同祖先”。文章对“生命起源于海底热液活动”这一科学假说作了比较系统的介绍。     

深海绿洲

俗话说,如果没有阳光,地球上的万物就不会生长。可是,美国"阿尔文"号深潜器所作的深海考察,却向这条千古不变的生命定律提出了挑战。1977年10月,美国地质学家乘坐"阿尔文"号深潜器在东太平洋加拉帕戈斯海底裂谷中,首次发现了充满生命的温泉口。这些热泉在几千米深的海底,像一个个烟囱一样,向外喷吐着一股股的热液,热液的温度高达350℃。奇怪的是,在温泉口     

太平洋中部多金属结核与海底热液活动的关系

海底多金属结核贮量巨大,是重要的潜在矿产资源.对多金属结核与海底火山热液活动之间的关系早有报道,如火山碎屑常常做为结核的核心物质存在,海底热液活动正在排放大量的锰等成矿物质,并沉淀形成铁锰氧化物.然而由于缺乏有效的研究手段和方法,对海底火山热液活动在结核成矿作用中的地位迄今还不清楚.而这一问题的解决不仅对结核的成因具有重要的理论意义,而且对于研究掌握结核的分布规律,进一步寻找圈定富矿结核具有重大的现实意义.深部海水中~3He是一种稳定的来自地幔的物质,它可以在海洋中保存上千年,随海流漂移数千公里,而且不受物理化学条件的影响,因此海洋中~3He/~4He比值是探测海底热液活动最灵敏的指示剂. 本文根据太平洋中部多金属结核的氦同位素组成和分布规律探讨了多金属结核与海底热液活动的关系.     

走进“九北”

在大海的深处那个漆黑一片、神秘恐怖的地方,到底是个什么样子呢？到底会不会有勇敢的生灵存在？这一直是人们想探知的深海奥秘。２０年前,海洋地质学家在太平洋东部的加拉帕戈斯群岛附近的水域下,偶然无比惊奇地发现,在喷射着３５０℃高温岩浆液的火山口周围竟然还生活着一些生物,而普通的生物要在那样的环境下生存是难以想象的：不久．科学家们又发现这个被人们称为“九北”的地区（赤道附近的北纬九度）的海底还有不少这样的热液孔。在漆黑的海底和高温高压下依然“人丁兴旺”的生物村落,就坐落在这些热液孔周围。生活在那里的管虫…     

贵州不同汞污染区表层土壤汞同位素组成变化

贵州是目前我国汞污染非常严重的地区.本研究报道了贵州省典型汞污染区(如汞矿区、锌冶炼区、燃煤电厂及自然背景区)表层土壤的汞同位素组成特征,并对比了自然界主要汞排放源(如热液矿床、煤及大气样品等)的汞同位素组成.研究发现,不同汞污染区表层土壤的汞同位素组成存在较明显的差异.其中,汞同位素质量分馏(δ202Hg)差异可达2.0‰,汞同位素非质量分馏(Δ199Hg)差异可达0.25‰,表明汞同位素"MDF-MIF"二维体系可以成为示踪环境中汞的有效手段.     

赴海淘金

海洋蕴藏着丰富的矿产资源,如石油、天然气、滨海铁矿、煤矿、海沙、未来的清洁能源“可燃冰”以及海底热液矿、海底锰结核和富钴结壳等.然而,其成矿位置各不相同,滨海铁矿、煤矿、海沙沿海岸分布;石油、天然气及其水合物可燃冰分布在大陆架、大陆坡;海底热液矿床分布在大洋板块边界、海底中央裂谷的火山活动区域;海底锰结核生长在深海洋底;富钴结壳生长在海山及海底火山岩的硬质基岩上.     

揭示边缘海的"生命史"——南海深海过程演变研究

深海是地球表层最晚认识的部分,人类对于深海的知识绝大部分来自最近半个多世纪.1968年开始的深海钻探计划(DSDP),证明洋底在不断扩张;1978年开始的高能底部边界层计划(HEBBLE),证明几千米海底还有"深海风暴";1970年代末发现大洋中脊喷出热液,支持着非光合作用的"黑暗食物链";1990年代又发现海底以下的地壳深处还有"深部生物圈",可能占据地球总生物量的30%.     

东南印度洋中脊第K 段热液羽流分布研究: 中国大洋航次(DY115-19)第一航段调查

研究沿大洋中脊系统热液喷口的分布对于研究海洋热循环、化学循环、生命起源等很多领域的问题都有极为重要的科学意义. 自从20 世纪70 年代美国科学家利用爱尔文号深潜器在东太平洋近2000 m 水深的海底发现第一个热液喷口起, 科学家们对于全球大洋中脊系统上热液喷口的分布了解得越来越多. 尽管有证据表明印度洋中也存在热液活动, 到目前为止, 对印度洋中脊的热液调查航次相对较少, 而且已有的探测活动大多集中在中印度洋脊和西南印度洋中脊, 对东南印度洋中脊的调查甚少. 2007 年1 月, 作为中国(DY115-19)大洋航次第一航段的热液调查内容之一, 中国科学家乘“大洋一号”科考船, 对东南印度洋中脊位于圣保罗-阿姆斯特丹岛东南方的K 洋脊段开展了为期数日的热液羽流探测.     

探索海底生物的奥秘

不久前,当3名美国海洋生物学家乘坐袖珍潜艇"阿尔文号"在厄瓜多尔的加拉帕戈斯群岛附近海底探测火山口间隙泉时,出乎意料地发现:尽管海底深度已超过2 414 m,呈现在他们眼前的却是个名副其实的生命绿源洲.围着那个深海火山口,3位科学家看到的不仅有巨蛤、淡菜、白蟹,还有身长达1.5 m的蠕虫.     

重返加拉帕戈斯

25年前,一只科考队在距厄瓜多尔本土以西约500海里的科隆群岛(又名加拉帕戈斯群岛)的加拉帕戈斯裂缝考察时,发现了深海热液出口。冰冷黑暗的海底,发着微光的热液从出口汩汩涌出,周围的海水时而比沸水还烫,时而又冷得像冰。最不可思议的是热液出口的周围居然还有着一个不为人知的生态系统。这个惊人的发现推翻了生命只能依赖阳光和光合作用的理论,揭开了海洋生态学和生命科学的新篇章。25年后,为了纪念这个重大的发现,2002年5月24日至6月4日,科学家们重返加拉帕戈斯裂缝,进行了进一步的勘测研究。     

青藏高原冰冻圈汞研究及其环境意义

全球变暖背景下,冰冻圈显著退缩引发的环境效应成为科学界关注的热点问题。青藏高原冰冻圈正在发生的显著退缩势必会加速冰冻圈中污染物向环境中释放,从而对生态系统和生物健康产生潜在的风险。汞是一种全球性污染物。目前,高原冰冻圈区主要介质(冰川、冻土、水体和大气等)中汞的历史记录、浓度水平和时空分布特征等研究均已取得较大进展。然而,对冰冻圈区关键的汞输出过程及其环境效应的认识较少,如冰川中汞向下游水体的传输过程、多年冻土退化的汞释放过程,特别是冻土区地表大气汞动态交换过程等。青藏高原冰冻圈区汞研究的深入持续开展,不但将丰富对冰冻圈区汞循环的认识,亦可为评价冰冻圈地区的环境汞暴露风险和冰冻圈退缩的环境效应提供基础理论依据。     

大西洋洋中脊Logatchev热液场水柱中甲烷羽状流的探测

利用吹扫捕集法在“大洋一号”船上现场探测到Logatchev热液场水柱上方及附近存在明显的甲烷羽状流. 测定结果显示, 热液区海水甲烷背景含量为1.05~1.68 nmol/L, 明显高于大西洋深海平原正常海水甲烷背景值(0.4~0.5 nmol/L), 表明热液系统是海水溶解甲烷的重要来源之一; 在垂直剖面上, 甲烷含量最大异常值的变化范围为7.14~113.90 nmol/L, 其对应的水深为离海底180~500 m. 羽状流中甲烷浓度分布以及羽状流的结构特征可能受下方热液喷发供应、洋流混合和微生物氧化消耗等过程控制. 另外, MAR-CTD3站甲烷的分布规律明显不同于其他站位, 可能暗示周围存在新的热液喷口. 探测到甲烷羽状流之处同时还伴随温度和浊度的异常, 有力证明了甲烷羽状流的存在是找寻海底热液活动地点最有效的手段之一.