北极热液喷口可能有助于寻找外星生命

现场还扩大了海底矿床的估计
0 U& h! T) Q6 B% v- e% M) I" |: p2014年，当科学家在北冰洋极光热液系统中发现一个热液喷口时，他们并没有立即意识到他们的发现是多么令人兴奋。
; E3 P8 C) L! T% V" @- k" M. n他说：“虽然在北冰洋发现任何喷口都是第一次，但我们认为我们发现的是最不有趣的喷口之一。”克里斯·德曼，伍兹霍尔海洋研究所地质和地球物理系高级科学家。“我们从探险队回家时想，‘好吧，我们在北极发现了一个地点。那太好了，但如果你把冰盖拿走，那只是另一个通风口’。”
然而，经过进一步分析和2019年对该偏远地点的后续考察，德国和其他研究人员现在认为这是一个非常重要的发现。他们认为，这一喷口和其他仍位于北冰洋盖克尔岭裂谷底的喷口可能会改变我们对超缓慢扩张的大洋中脊的理解，大大扩大对富含铜和金的宝贵海洋矿藏的估计，并作为自然实验室，帮助寻找外星生命。
. q. r  B$ v8 o3 m. y& K. @7 D& r发表在自然通讯.
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在北冰洋的Gakkel Ridge Aurora热液场，俯瞰着来自大量矿藏的石笋般的热液烟囱。一些烟囱顶部附近的淡奶油色“斑点”代表了一种可能存在于土星卫星土卫二上的地热微生物生命。（图片来源：©阿尔弗雷德·韦格纳研究所）

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! |1 \6 E6 @9 D' j6 L该论文的主要作者德国人表示：“我们可能已经发现的最大的一部分是一个位于冰覆盖的海洋下面的喷口，这也是研究与生命起源和寻找地球以外生命有关的有机合成的好地方。”。“研究海底地质和上覆水柱化学的结合，使我们对这个喷口有了特别的见解，并揭示了它具有这些特殊的性质。”
他说，该喷口可能是一个天然实验室，为探索土星卫星土卫二、木星卫星木卫二和其他太阳系天体提供条件，这些天体的地下海洋可能为生命提供宜居条件。
9 v3 F* S- A! N$ c, E! I0 n3 T+ k; s  G根据德国人的说法，我们对地下矿物的理解也取得了重大进展。
7 Q/ o, E6 J, O2 _他说，有关火山口遗址的发现“表明，由于矿床中铜和金的高含量，未来可能在经济上可行的热液矿床，可能比我们以前所认识到的沿着世界一半山脊的储量丰富得多。”。“这是一类火山口遗址，以前被认为无法维持大型热液矿床的生长。直到现在，科学家们还认为，这样的小型火山系统无法维持足够长的热液循环，以生长这样的大型矿床。”
) C# W, z( q5 o9 [: R' Y% A5 b7 @关于海洋采矿，German表示，“作为科学家，我们认为我们应该向决策者（如国际海底管理局）提供这些信息，以便他们能够在更好地了解自然世界的情况下做出明智的决定。”
4 O& H3 C; @2 o, pAurora热液系统拥有活跃的海底喷口，有大量残余矿床，与位于Gakkel Ridge裂谷底的新火山丘有关。然而，研究人员进行的深拖相机和侧扫调查显示，该地点的宽度超过100米。该论文称，对于缓慢扩张山脊上的火山喷发口而言，这一数值异常大，与需要长时间大量热通量才能形成的构造喷发系统相比，这一数字更具可比性。Aurora的热液热柱显示出比典型的玄武岩“黑烟”喷口更高的溶解甲烷值（相对于锰）。相反，羽流与缓慢扩展山脊处高温超镁铁质喷口的羽流非常相似。
1 V& p1 L; ~9 [' ~3 X论文指出：“我们假设，深穿透流体循环可能持续了奥罗拉热液场明显的长时间排放，热液对流单元可以在这种超缓慢扩张的山脊环境下接触异常薄的海洋地壳下的超镁铁质岩石。”。在海底露头中观察到的枕状玄武岩“可能只代表海洋地壳的相对薄的单板，而热液对流单元则接近其下方的超镁铁质岩石。”
超镁铁质岩石是来自地球内部的原始岩石，与陨石的主要成分相似。超低速扩张的山脊，如Gakkel Ridge裂谷，每年扩张1厘米（cm；约半英寸）；相比之下，北美和欧洲以每年2.5厘米（1英寸）的速度扩张，而太平洋海底则以每年10-20厘米（4-8英寸）的速率扩张。
期刊文章合著者Eoghan Reeves公司Aurora发现的意义在于，它可能很快会为目前这种温泉的化学图提供一个至关重要的新数据点。
2 ]( Z! I( s8 }3 W; @) x“在海底目测确认的绝大多数黑人烟民，现在有700多人，他们大多与玄武岩或更多富含二氧化硅的岩石类型相互作用。尽管富铁地幔超镁铁质岩石中的加热海水循环是海洋世界天体生物学和生命起源研究的中心话题，但我们目前只有不到十几种温泉的化学成分。”卑尔根大学地球科学系和深海研究中心副教授里夫斯表示：“这些流体受到了地球海底岩石的影响，掩盖了这些流体的化学多样性或相似性，以及那里可能还隐藏着什么化学成分。“我们目前所知的为数不多的几个系统所排放的流体在化学上存在着巨大的差异，它们改变了我们对这些系统中微生物和地球化学过程的理解。极光羽流与另一个已知的温泉在化学上有相似之处，但对于新发现的地点，我们还有很多东西要了解令人兴奋的是，在未来，看看Aurora是否符合我们所知的化学情节或扩展它。”
: E2 v  O) A) z6 n$ d( p文章合著者维拉·施林德温Alfred Wegener Institute Helmholtz极地和海洋研究中心的教授施林德韦恩表示，玄武岩丘“位于一个奇怪的位置，就在那里，海底下降到岩浆匮乏的莱纳海槽的大深处”。莱纳海槽是Gakkel山脊的南部延续。“浅层超镁铁质岩石在这个位置看起来很自然，但足以建造极光玄武岩丘并维持高温通风的热量和熔体源更令人惊讶。由于其高度不连续的熔体供应，超低扩展山脊可能会在通风场的地质背景方面带来更多惊喜。”
在反思这些发现时，German表示，“我们继续对海底的多样性和奇妙性感到惊讶。每次我们外出探险时，我们都会感到惊讶，因为我们不仅发现了更多相同的东西。相反，我们继续发现与我们以前所看到的一切不同的全新事物。”
$ [/ L! I- k& }/ P. x1 G这项研究是在美国国家海洋和大气管理局（NASA）的支持下进行的；德国研究委员会；马克斯·普朗克学会、欧洲研究理事会和挪威研究理事会。德国亥姆霍兹协会（Helmholtz Association）和挪威北极大学特罗姆瑟大学（University of Tromso）提供了船期支持。
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% _$ q4 J1 _  e; t: F* J0 z* @% W7 j作者：Christopher R.德语1,†，Eoghan P.Reeves2.，Andreas Türke2.，Alex Diehl3, 4，埃尔马·阿尔伯斯4.，沃尔夫冈·巴赫3, 4，Autun追求者5.，Sofia P.Ramalho6.，斯特凡诺·苏曼1.，克里斯蒂安·默滕斯3, 7，马伦·沃尔特3, 7，伊娃·拉米雷斯·劳埃德8, 9，Vera Schlindwein3, 5，Stefan Bünz10和Antje Boetius3, 5, 11
从属关系：
/ a" Y3 {% f7 [# Y1.美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所
, [6 f; I$ D+ G. a$ c1 q9 {2.地球科学与科学系；挪威卑尔根大学深海研究中心
0 ?9 ]' p0 P* Q4 [/ k3.MARUM-德国不来梅大学海洋环境科学中心
4.德国不来梅大学地球科学系
5.阿尔弗雷德·韦格纳研究所亥姆霍兹极地中心；海洋研究，德国不莱梅哈文
+ K- P0 d6 V' E1 p! }6.环境与发展中心；葡萄牙阿威罗大学生物系海洋研究（CESAM）
7.德国不来梅大学环境物理研究所
3 G% l) g) T! B4 s+ l8.挪威水研究所（NIVA），挪威奥斯陆。
9REV Ocean，Lysaker，挪威
10挪威特罗姆瑟大学北极气体水合物、环境与气候中心
7 y! b- I0 a3 t+ y% c, \11马克斯·普朗克海洋微生物研究所，德国不来梅
†通讯作者

关于伍兹霍尔海洋研究所
7 @) A) z4 a4 s5 Y  s6 j) j伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一家私营非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。成立于1930年，其主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的完美结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究和勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。WHOI以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，运营着世界上最广泛的一套数据收集平台。顶尖的科学家、工程师和学生在全球范围内合作开展了800多个并行项目，跨越了知识和可能性的界限。有关更多信息，请访问www.52ocean.cn