来源： 发布时间：2020-12-17 20:17:32

中国科学家首次在自然界发现超临界二氧化碳

   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，这也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。

   在31摄氏度、7.3兆帕的温压条件下，二氧化碳才会以超临界态的形式存在。超临界二氧化碳既有气态性质，又有液态性质，能快速溶解有机物。日常生活中的干洗就是用超临界二氧化碳，石油工业中也大量使用超临界二氧化碳作为溶剂，其虽然被广泛应用，但此前还从未在自然界中发现超临界二氧化碳。

   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。

   科学家分析认为，深海热液区的超临界二氧化碳、氮气与周围矿物质结合，催化产生有机物，从而实现从无机到有机的转化过程，而有机物是生命基础，这为研究地球生命起源提供了新启示。

   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。

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