首次！中國科學家在自然界發現超臨界二氧化碳

5月11日，據媒體報道，發表在《科學通報》（Science Bulletin）上的一項新研究，揭示了我國科學家首次在深海熱液區觀測到自然狀態下超臨界二氧化碳流體的噴發，將為研究生命起源等提供新的啟示。

據了解，該研究由中國科學院海洋研究所和中國科學院海洋大科學研究中心的共同合作，在2016年「科學」號科考船的一次深海熱液航次中，研究人員利用「發現」號深海ROV機械人上搭載的我國自主研發的深海激光拉曼光譜原位探測系統（RiP），在深海熱液區發現了具有超臨界二氧化碳流體噴發的熱液噴口。

隨後利用自主研發的深海熱液溫度探針測定了超臨界二氧化碳噴口溫度約為95℃，進而使用RiP探針直接在深海原位探測了噴髮狀態的超臨界二氧化碳流體，發現深海超臨界二氧化碳拉曼譜峰在頻移、半峰寬等光譜參數上與實驗室內模擬獲得的超臨界二氧化碳完全一致。

同時，原位超臨界二氧化碳拉曼光譜中不僅含有甲烷、硫化氫、硫酸根等組分的拉曼特徵峰，還含有大量的氮氣以及多個未知組分的拉曼峰，遠遠高於周圍海水。

通過對拉曼特徵峰的歸屬證明深海熱液區噴發的超臨界二氧化碳流體中很可能含有大量有機物質。考慮到超臨界二氧化碳在甲酸、氨基酸等有機合成中的重要作用，推測這些未知的有機物很有可能與氨基酸合成相關。

研究人員表示，在深海熱液區觀測到自然狀態下的超臨界二氧化碳流體，對於探索地球生命起源具有重要的啟示作用，地球生命起源與初始有機質形成一直廣受關注。

生物學研究表明，超嗜熱菌很可能是地球上生命的共同祖先，因此熱液系統一直被認為與生命起源密切相關。但是熱液流體中缺少合成氨基酸的關鍵元素氮，這是早期生命起源於熱液假說最致命的問題。而此次在深海熱液區發現的超臨界二氧化碳流體大量富集氮氣，正是早期地球從無機到有機的過程的絕佳反應介質。