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從海洋深部提取生命信息
日期：2025-05-05 22:28
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摘要：海底熱液活動的發現，是在地學領域中繼板塊構造理論確立之後的又一**性事件。作為有機世界與無機世界的結合點，海底熱液係統與極端生命現象是研究地圈、生物圈、水圈等各圈層相互作用以及地球科學的**對象，已引起國際科學界和工業界的廣泛關注。
與海底熱液係統和極端生命現象有關的研究工作涉及麵很廣，屬多學科交叉研究領域。我國在這方麵剛剛起步，麵臨著重要的發展機遇。６月２９日至７月１日，國內外相關專家匯聚南京大學，召開了以“海底熱液作用與極端生態係統”為主題的第２３１次香山科學會議，旨在通過跨學科的學術交...
海底熱液活動的發現，是在地學領域中繼板塊構造理論確立之後的又一**性事件。作為有機世界與無機世界的結合點，海底熱液係統與極端生命現象是研究地圈、生物圈、水圈等各圈層相互作用以及地球科學的**對象，已引起國際科學界和工業界的廣泛關注。
與海底熱液係統和極端生命現象有關的研究工作涉及麵很廣，屬多學科交叉研究領域。我國在這方麵剛剛起步，麵臨著重要的發展機遇。６月２９日至７月１日，國內外相關專家匯聚南京大學，召開了以“海底熱液作用與極端生態係統”為主題的第２３１次香山科學會議，旨在通過跨學科的學術交流，推動我國在該領域研究工作的開展。同濟大學汪品先院士、南京大學蔣少湧教授、浙江大學陳鷹教授應邀擔任本次會議的執行主席。
地球科學與生命科學聯姻
科學家認為，地球科學的一大難點，在於表層係統與深部係統的結合。由於深部圈層難以直接觀測，變化速度也比表層係統低得多，兩者之間的關係很難研究。深海熱液作用，正是反映表層與深部之間關係的窗口。
２０世紀７０年代末在東太平洋深海熱液口發現的熱液生物群，表明地球上還存在著依靠地球內源能量的“黑暗食物鏈”。大洋鑽探結果又發現在數千米深海海底下麵數百米的深處，還有微生物在地層的極端條件下生存。因此在地學和生命科學之間出現了新的交叉層麵，即分子生物學和生物地球化學層麵上的交叉。
與會專家認識到，研究生命的起源，海底熱液和極端環境是一個很好的研究對象。從研究海底熱液的重要性來講，包括兩個方麵：一是對生命科學的進化起著將今論古，提供科學線索的重要作用，即生命是如何演化的？生命在什麽情況下能夠適應？另一方麵，生命的存在和地質背景是分不開的，地質環境對生物在什麽樣的環境下如何生存具有主導作用。因此，研究海底熱液現象可能成為研究生命起源的一個潛在的突破口。
盤點我國的成就
專家們介紹說，早在２０世紀８０年代，我國就通過國際合作等多種途徑開始了現代海底熱液活動的研究工作。在２００３年底，科學家橫跨太平洋，在東太平洋海隆完成了在該區域的**海底熱液硫化物調查工作。明年是鄭和下西洋６００周年紀念，大洋協會將組織**環球大洋科考航次，對全球各大洋海底的熱液活動和礦產資源開展調查和研究工作。這一活動，有望使我國的海底熱液活動與極端環境下的生物研究提高到一個新的水平。
盡管我國對現代海底熱液活動與硫化物礦化的研究工作剛剛起步，但在古代海底熱液塊狀硫化物礦床的研究中已經取得了顯著成就。南京大學、北京大學等單位分別對華南和華北的塊狀硫化物礦床進行了深入研究，提出了“華南型”塊狀硫化物礦床的成礦模型，發現了華北古海底硫化物黑煙囪。
令人振奮的是，我國的深海熱液科學研究因長期受困於支撐技術體係的薄弱問題也得到了改善。近年來，我國科技工作者獨立自主地研發了一係列相關的技術裝備，現可用於熱液活動研究的裝備有：３５００米ＲＯＶ、化學傳感器係統、沉積物保真采樣器、ＣＴＤ、深海攝像、電視抓鬥、淺層岩芯取樣機等。已經研究成功正在進行海上試驗的有懸浮生物采樣器、模擬熱液極端環境的微生物培養係統、熱液樣品氣液分離係統、熱液快速分析係統等；此外，７０００米載人深潛器及相關配套的作業係統也在緊鑼密鼓地研發之中。
來自國際的信息
來自美國的丁抗博士介紹了國外研究的*新動態。從１９７７年人類**次在太平洋底發現了熱液活動後到２０世紀９０年代，國外的專家學者已完成了觀念上的**，生物學與地質學的學科交叉研究工作不斷受到重視。
在大洋鑽探航次中，生物學家開始與地質學家並肩戰鬥。因為人們已經意識到，地球上自然界的事情本來就是聯在一起的，包括美國的老百姓都十分關注的深海研究進展，尤其是如生命是如何在深海黑煙囪中起源的這樣一些重大科學問題。美國正在實施的“２０００洋中脊熱液計劃”將持續１０年，就是聯合了地學和生物學的專家，共同研究探討地球上這些係統為什麽會連在一起？火山爆發和海底熱液活動為什麽會形成生命？
觀念上的變革，帶來了工程能力上的突破。作為人的丁抗自１９９８年至今已有１０次潛到海底幾千米的熱液噴口工作的經曆，實現了他多年的夢想。他有幸看到了沸騰、洶湧澎湃的熱液，看到了熱液噴口上稀奇古怪的生命，並且成為國際上**個能夠對熱液在高溫狀態下直接進行化學探測的人。當他們在海底做這些工作時，通過衛星傳播，美國的老百姓從網上可直接看到他們的研究成果，顯示了美國現在做科學的方法也與傳統的方法不一樣。不僅如此，他們還將在海底建觀測站進行自動監測。
張傳倫博士所作的“墨西哥灣的天然氣水合物與海底深部生物圈”報告引起了與會者的興趣。天然氣水合物作為一種新型能源，儲量巨大。從目前的情況看，能夠開采的油氣加上煤等的能源總量遠不如海底天然氣水合物的儲量大。天然氣水合物在世界各海域分布非常廣，各個國家都盡力想辦法在勘探、研究、並試圖開采利用這個資源。特別是日本，投資的力度是世界*大的，花的勁也是*大的，目的就是想辦法把海底的天然氣水合物能提出來，作為工業能源。近幾年我國也開展了南海的天然氣水合物的勘查工作並取得了一些可喜成果。
91麻豆福利视频网該如何辦
由於陸地空間和資源的限製，海洋將是人類下一個大規模進軍的目標，因此加快海洋研究工作的步伐已刻不容緩。通過交流，與會專家認識到與國外同行的差距，其原因在於思維方式、科研體製以及國家投資不足。
中科院廣州地球化學研究所研究員周懷陽告訴記者，麵對我國正麵臨的發展機遇，91麻豆福利视频网應當非常自信地麵對落後並迎頭趕上。南京大學蔣少湧教授認為，一方麵，國家應當加大對這一研究領域的投資力度，同時91麻豆福利视频网應特別重視我國深海研究科研團隊的建設，應大力培養青年人才。
同濟大學的汪品先院士指出，地球科學界與生命科學界之間，必須加強學科交叉和聯合攻關，加快思維方式與觀察手段的更新，其中*為值得注意的是海底觀測網絡的建設。海洋科學的“瓶頸”在於觀測，由於我國和國外在深海研究方麵的差距還在擴大，必須引起國家有關部門的高度重視。他介紹說，在陸地岩石礦床的研究、大陸深鑽的工作等方麵有著明顯的優勢，也應該有能力做好深海的研究工作。他建議我國在規劃中長期基礎研究時應該有深海研究計劃，同時要有一個國家層麵上的深海研究的協調機製並能采取強有力的措施，組織多方麵力量，在地球科學與生命科學的新結合點上，投入到科學前沿的國際競爭中。
與海底熱液係統和極端生命現象有關的研究工作涉及麵很廣，屬多學科交叉研究領域。我國在這方麵剛剛起步，麵臨著重要的發展機遇。６月２９日至７月１日，國內外相關專家匯聚南京大學，召開了以“海底熱液作用與極端生態係統”為主題的第２３１次香山科學會議，旨在通過跨學科的學術交流，推動我國在該領域研究工作的開展。同濟大學汪品先院士、南京大學蔣少湧教授、浙江大學陳鷹教授應邀擔任本次會議的執行主席。
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科學家認為，地球科學的一大難點，在於表層係統與深部係統的結合。由於深部圈層難以直接觀測，變化速度也比表層係統低得多，兩者之間的關係很難研究。深海熱液作用，正是反映表層與深部之間關係的窗口。
２０世紀７０年代末在東太平洋深海熱液口發現的熱液生物群，表明地球上還存在著依靠地球內源能量的“黑暗食物鏈”。大洋鑽探結果又發現在數千米深海海底下麵數百米的深處，還有微生物在地層的極端條件下生存。因此在地學和生命科學之間出現了新的交叉層麵，即分子生物學和生物地球化學層麵上的交叉。
與會專家認識到，研究生命的起源，海底熱液和極端環境是一個很好的研究對象。從研究海底熱液的重要性來講，包括兩個方麵：一是對生命科學的進化起著將今論古，提供科學線索的重要作用，即生命是如何演化的？生命在什麽情況下能夠適應？另一方麵，生命的存在和地質背景是分不開的，地質環境對生物在什麽樣的環境下如何生存具有主導作用。因此，研究海底熱液現象可能成為研究生命起源的一個潛在的突破口。
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專家們介紹說，早在２０世紀８０年代，我國就通過國際合作等多種途徑開始了現代海底熱液活動的研究工作。在２００３年底，科學家橫跨太平洋，在東太平洋海隆完成了在該區域的**海底熱液硫化物調查工作。明年是鄭和下西洋６００周年紀念，大洋協會將組織**環球大洋科考航次，對全球各大洋海底的熱液活動和礦產資源開展調查和研究工作。這一活動，有望使我國的海底熱液活動與極端環境下的生物研究提高到一個新的水平。
盡管我國對現代海底熱液活動與硫化物礦化的研究工作剛剛起步，但在古代海底熱液塊狀硫化物礦床的研究中已經取得了顯著成就。南京大學、北京大學等單位分別對華南和華北的塊狀硫化物礦床進行了深入研究，提出了“華南型”塊狀硫化物礦床的成礦模型，發現了華北古海底硫化物黑煙囪。
令人振奮的是，我國的深海熱液科學研究因長期受困於支撐技術體係的薄弱問題也得到了改善。近年來，我國科技工作者獨立自主地研發了一係列相關的技術裝備，現可用於熱液活動研究的裝備有：３５００米ＲＯＶ、化學傳感器係統、沉積物保真采樣器、ＣＴＤ、深海攝像、電視抓鬥、淺層岩芯取樣機等。已經研究成功正在進行海上試驗的有懸浮生物采樣器、模擬熱液極端環境的微生物培養係統、熱液樣品氣液分離係統、熱液快速分析係統等；此外，７０００米載人深潛器及相關配套的作業係統也在緊鑼密鼓地研發之中。
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