古老的富含氢的水域在世界各地的地下深处发现

富含能源的水域在南非矿区的地表下面几公里处排放。图片来源:G。Borgonie,2014年
    由托伦托斯大学芭芭拉舍伍德洛拉尔领导的一个科学家小组绘制了加拿大,南非和斯堪的纳维亚地区岩石裂缝中地下表面被困数千米的富氢水的位置。
                                
                                       
         
        
        
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      在前寒武纪盾岩中常见 – 地球上最古老的岩石 – 古老的水域具有与深海通风口附近相似的化学性质,这表明这些水可以支持与地表隔离的微生物。
这项研究将于12月18日在Nature上发表,其中包括来自19个不同矿区的数据,这些矿场是由地球科学部的地球科学家,地球科学部高级研究员Georges Lacrampe-Couloume及其同事的地球科学家Sherwood Lollar研究的。在牛津大学和普林斯顿大学。
科学家们还解释了两种化学反应如何结合产生大量的氢气,使这些过程的全球产量增加一倍,而这些过程以前只是基于来自海底的氢气。
Sherwood Lollar说,这代表了我们对可能适合居住的地壳总体积的理解的量子变化。
到目前为止,没有任何关于维持深部微生物种群的全球氢气产量的估算都包含了来自古代大陆的贡献。由于前寒武纪岩石占地壳表面的70%以上,Sherwood Lollar将这些地形比作一个沉睡的巨人,这个巨大的区域现在被发现是生命可能的来源,她说。

    
                    
                
            
            
        
        采样设备测量压裂水的流速。图片来源:B。Sherwood Lollar。
    一种称为水的放射性分解的过程涉及水在暴露于辐射时经历氢分解。另一种是化学反应,称为蛇形化,这种古老的岩石中常见的矿物蚀变反应。
该研究对寻找深层微生物生命具有重要意义。量化全球氢预算是了解地下生物量的关键,因为许多深层生态系统都含有消耗氢的化石 – 营养 – 所谓的吃石的生物。在南非的深海金矿和海底,在热液喷口处,地球裂缝中断,释放地热热水 – 富含氢的流体容纳复杂的微生物群落,这些微生物群落由溶解在流体中的化学物质培育。该研究确定了一个全球富含氢的水域网络,将在未来几年内用于探索深层生命。

    
                    
                
            
            
        
        多伦多大学的地下研究人员图片来源:K。Voglesanger
    此外,由于火星 – 就像前寒武纪地壳一样 – 由具有产氢潜力的数十亿年前的岩石组成,这一发现对天体生物学产生了影响。 Sherwood Lollar说,如果地球的古老岩石产生这么多的氢,可能是在火星上发生了类似的过程。
                                                                
                                        
                                        进一步探索:
                                        世界上最古老的水?
                                                                                                        
                                        更多信息:
                                        前寒武纪大陆岩石圈对全球H2产生的贡献,Nature,2014:DOI:10.1038 / nature14017

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