中國首次觀測到氣態水存在的證據,倒置湖充滿大量閃閃發光水體

2020-12-05 北晚新視覺網

中國科學院海洋研究所 「科學」號科考船,在深海熱液區首次觀測到氣態水存在的證據。該成果今天(5月28日)在地球科學權威刊物《地球物理學研究快報》上正式發表。

中國科學院海洋研究所研究人員在深海熱液區,通過「發現」號高清攝像頭發現由大量「蘑菇型」熱液煙囪結構形成的倒置湖。湖內充滿大量閃閃發光的水體。這是由於巨大的溫度、密度差異形成的強烈光反射層。通過深海雷射拉曼光譜原位探測系統和深海熱液溫度探針對倒置湖內水體不同層位進行拉曼光譜採集和溫度測量。結果表明,該區域倒置湖內水體,從頂部至底部依次為高溫蒸汽相、熱液流體與海水混合相以及底層的正常海水相。頂部流體的溫度最高可達383.3℃。

中國科學院海洋研究所研究員張鑫表示,氣態水就是水達到了它的汽化溫度,這就相當於在海底存在一個大的氣泡,但這個大的氣泡不往上上升的原因是,我們在氣態水上面蓋了一層熱液硫化物的礦物,它就相當於一個倒扣的碗一樣,把這個氣泡罩住了。

深海熱液系統孕育了豐富的礦產和基因資源,更是被認為與生命起源相關,一直備受科學界關注。據專家介紹,氣態水能夠在該區域的海底之上存留,得益於該區域獨特的熱液煙囪構造。而此次新發現有助於揭示此類低密度氣象,熱液噴發系統的熱液硫化物礦化過程,以及對深海環境的影響,該成果5月28日在地球科學權威刊物《地球物理學研究快報》上正式發表。

網友評論

有網友 表示:深海裡有太多奧秘值得探索。

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深海熱液區發現超臨界二氧化碳

近日,我國科學家在《科學通報》(英文版)以封面文章形式發表一項科研成果——科考隊員在2016年深海熱液航次中,於西太平洋一處深海熱液區發現超臨界二氧化碳,這也是全球首次在自然界發現超臨界二氧化碳。科學家分析認為,此次觀測到的超臨界二氧化碳中含有大量氮氣和有機組分,為生命起源以及初始有機質的形成提供了新的啟示。

何為超臨界二氧化碳?它又為何如此難以發現?記者採訪了相關成果的完成方,請專家解疑答惑。

自然界中超臨界二氧化碳很罕見

「超臨界二氧化碳是二氧化碳的一種特殊相態,即當純態的二氧化碳溫度超過31攝氏度、壓力超過73個大氣壓時,二氧化碳將以超臨界流體的形式存在。」在接受科技日報記者採訪時,課題組成員、中國科學院海洋研究所研究員孫衛東介紹。

「超臨界態的二氧化碳兼具氣態與液態物質的特性,擁有較大的擴散速率和較強的溶解能力,可以極大地提高反應的速率,因此被廣泛用於有機合成反應。」論文第一作者、中國科學院海洋研究所研究員張鑫說。

之所以在自然界中難覓其蹤影,主要是由於超臨界二氧化碳的形成條件必須同時滿足31攝氏度和73個大氣壓以上的溫壓條件,我們生活的普通場景中的大氣壓力僅有一個大氣壓,只有地球深部與深海洋底才可以滿足這種極端壓力條件。

「但以前的觀測能力和取樣手段,無法對地球深部的超臨界態二氧化碳進行觀測和取樣。因為一旦取樣或觀測方式改變了超臨界二氧化碳的溫壓條件,超臨界二氧化碳的相態就會改變。」張鑫說,「近些年隨著深海原位觀測技術的提高,特別是深海雷射原位拉曼光譜測量技術的問世,使得可以在不改變被測物溫壓狀態的情況下,完成對被測物組分和結構的測量,這才得以在深海觀測到自然狀態下的超臨界二氧化碳。」

孫衛東表示,正是由於在相關深海原位觀測技術方面的進步,超臨界二氧化碳才有被探測的可能。

來源:綜合 央視新聞 新華社 網友評論

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