本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
好吧,也许生命并非真正存在于液态二氧化碳中,但正如你将看到的,它非常接近。对地球极端环境的研究在我们扩展知识方面发挥着重要作用,这些知识关于支持生命但与我们身处的阳光明媚、温和、畅饮啤酒、品茶的环境截然不同的地方。因此,这些可能代表了火星、木卫二、土卫二,甚至更远地方的某些地点的良好类比。关于极端条件的最引人注目和发人深省的发现之一是深海热液喷口系统周围的发现。这些系统通常位于或靠近横跨地球的洋中脊,是水被虹吸到海底之下,被超加热并富含各种可溶性化合物(如金属硫化物,这对我们脆弱的体质非常不利,但却是化能自养型生物的理想物质)的地方,之后再喷射回一公里多深的寒冷海洋环境中。在这里,环境温度约为 3 摄氏度,压力可能是地球表面的数百倍。当富含化学物质的水,通常温度超过几百度时,喷射到这个黑暗寒冷的环境中,它不仅迅速沉积矿物质,而且为我们发现的一些最奇异和意想不到的生态系统提供了绿洲。从嗜极古菌和细菌,到它们与管状蠕虫等生物的共生关系,这些地点在深渊的幽暗中蓬勃发展。
我认为下面的视频出色地说明了这些地方可以多么陌生。这是我在过去几年中在演讲和课程中用来表达观点的视频。这段视频是由一个水下机器人潜水器在水下 1.6 公里深处,在日本火山链中名为“荣福”的小型海底火山一侧的所谓“白烟囱”喷口系统处拍摄的。“白烟囱”(相对于“黑烟囱”)不是最热的热液喷口,它们之所以是白色的,是因为它们的水中混合了钙、钡和硅化合物。这个被称为“香槟”的地点(原因将立即显而易见)也从底层的火山系统喷出大量二氧化碳。但在这些压力深度和浓度下,二氧化碳既不是气体也不是固体,你在视频中看到的气泡是液态二氧化碳。
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看完这段视频,并注意遥控机器被移动和摇晃以试图抖落气泡的部分。显然,液态二氧化碳不仅在海水中出乎意料地具有浮力,而且还是粘稠的物质。
生命的证据呢?好吧,请注意视频 38 秒处。一个类似虾的生物完全无视这种非凡的环境,有目的地游过机器人下方,并从舞台右下方离开。它可能不生活在液态二氧化碳中,但似乎丝毫没有受到它的困扰。我们还必须假设它在这个冒泡的环境中找到了充足的食物。
要想了解更多关于探索我们眼皮底下的这些陌生地方的信息,请查看这个美国国家海洋和大气管理局海洋探险家网站。