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从海洋深部提取生命信息
日期：2025-05-14 21:29
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摘要：海底热液活动的发现，是在地学领域中继板块构造理论确立之后的又一**性事件。作为有机世界与无机世界的结合点，海底热液系统与极端生命现象是研究地圈、生物圈、水圈等各圈层相互作用以及地球科学的**对象，已引起国际科学界和工业界的广泛关注。
与海底热液系统和极端生命现象有关的研究工作涉及面很广，属多学科交叉研究领域。我国在这方面刚刚起步，面临着重要的发展机遇。６月２９日至７月１日，国内外相关专家汇聚南京大学，召开了以“海底热液作用与极端生态系统”为主题的第２３１次香山科学会议，旨在通过跨学科的学术交...
海底热液活动的发现，是在地学领域中继板块构造理论确立之后的又一**性事件。作为有机世界与无机世界的结合点，海底热液系统与极端生命现象是研究地圈、生物圈、水圈等各圈层相互作用以及地球科学的**对象，已引起国际科学界和工业界的广泛关注。
与海底热液系统和极端生命现象有关的研究工作涉及面很广，属多学科交叉研究领域。我国在这方面刚刚起步，面临着重要的发展机遇。６月２９日至７月１日，国内外相关专家汇聚南京大学，召开了以“海底热液作用与极端生态系统”为主题的第２３１次香山科学会议，旨在通过跨学科的学术交流，推动我国在该领域研究工作的开展。同济大学汪品先院士、南京大学蒋少涌教授、浙江大学陈鹰教授应邀担任本次会议的执行主席。
地球科学与生命科学联姻
科学家认为，地球科学的一大难点，在于表层系统与深部系统的结合。由于深部圈层难以直接观测，变化速度也比表层系统低得多，两者之间的关系很难研究。深海热液作用，正是反映表层与深部之间关系的窗口。
２０世纪７０年代末在东太平洋深海热液口发现的热液生物群，表明地球上还存在着依靠地球内源能量的“黑暗食物链”。大洋钻探结果又发现在数千米深海海底下面数百米的深处，还有微生物在地层的极端条件下生存。因此在地学和生命科学之间出现了新的交叉层面，即分子生物学和生物地球化学层面上的交叉。
与会专家认识到，研究生命的起源，海底热液和极端环境是一个很好的研究对象。从研究海底热液的重要性来讲，包括两个方面：一是对生命科学的进化起着将今论古，提供科学线索的重要作用，即生命是如何演化的？生命在什么情况下能够适应？另一方面，生命的存在和地质背景是分不开的，地质环境对生物在什么样的环境下如何生存具有主导作用。因此，研究海底热液现象可能成为研究生命起源的一个潜在的突破口。
盘点我国的成就
专家们介绍说，早在２０世纪８０年代，我国就通过国际合作等多种途径开始了现代海底热液活动的研究工作。在２００３年底，科学家横跨太平洋，在东太平洋海隆完成了在该区域的**海底热液硫化物调查工作。明年是郑和下西洋６００周年纪念，大洋协会将组织**环球大洋科考航次，对全球各大洋海底的热液活动和矿产资源开展调查和研究工作。这一活动，有望使我国的海底热液活动与极端环境下的生物研究提高到一个新的水平。
尽管我国对现代海底热液活动与硫化物矿化的研究工作刚刚起步，但在古代海底热液块状硫化物矿床的研究中已经取得了显著成就。南京大学、北京大学等单位分别对华南和华北的块状硫化物矿床进行了深入研究，提出了“华南型”块状硫化物矿床的成矿模型，发现了华北古海底硫化物黑烟囱。
令人振奋的是，我国的深海热液科学研究因长期受困于支撑技术体系的薄弱问题也得到了改善。近年来，我国科技工作者独立自主地研发了一系列相关的技术装备，现可用于热液活动研究的装备有：３５００米ＲＯＶ、化学传感器系统、沉积物保真采样器、ＣＴＤ、深海摄像、电视抓斗、浅层岩芯取样机等。已经研究成功正在进行海上试验的有悬浮生物采样器、模拟热液极端环境的微生物培养系统、热液样品气液分离系统、热液快速分析系统等；此外，７０００米载人深潜器及相关配套的作业系统也在紧锣密鼓地研发之中。
来自国际的信息
来自美国的丁抗博士介绍了国外研究的*新动态。从１９７７年人类**次在太平洋底发现了热液活动后到２０世纪９０年代，国外的专家学者已完成了观念上的**，生物学与地质学的学科交叉研究工作不断受到重视。
在大洋钻探航次中，生物学家开始与地质学家并肩战斗。因为人们已经意识到，地球上自然界的事情本来就是联在一起的，包括美国的老百姓都十分关注的深海研究进展，尤其是如生命是如何在深海黑烟囱中起源的这样一些重大科学问题。美国正在实施的“２０００洋中脊热液计划”将持续１０年，就是联合了地学和生物学的专家，共同研究探讨地球上这些系统为什么会连在一起？火山爆发和海底热液活动为什么会形成生命？
观念上的变革，带来了工程能力上的突破。作为人的丁抗自１９９８年至今已有１０次潜到海底几千米的热液喷口工作的经历，实现了他多年的梦想。他有幸看到了沸腾、汹涌澎湃的热液，看到了热液喷口上稀奇古怪的生命，并且成为国际上**个能够对热液在高温状态下直接进行化学探测的人。当他们在海底做这些工作时，通过卫星传播，美国的老百姓从网上可直接看到他们的研究成果，显示了美国现在做科学的方法也与传统的方法不一样。不仅如此，他们还将在海底建观测站进行自动监测。
张传伦博士所作的“墨西哥湾的天然气水合物与海底深部生物圈”报告引起了与会者的兴趣。天然气水合物作为一种新型能源，储量巨大。从目前的情况看，能够开采的油气加上煤等的能源总量远不如海底天然气水合物的储量大。天然气水合物在世界各海域分布非常广，各个国家都尽力想办法在勘探、研究、并试图开采利用这个资源。特别是日本，投资的力度是世界*大的，花的劲也是*大的，目的就是想办法把海底的天然气水合物能提出来，作为工业能源。近几年我国也开展了南海的天然气水合物的勘查工作并取得了一些可喜成果。
我们该如何办
由于陆地空间和资源的限制，海洋将是人类下一个大规模进军的目标，因此加快海洋研究工作的步伐已刻不容缓。通过交流，与会专家认识到与国外同行的差距，其原因在于思维方式、科研体制以及国家投资不足。
中科院广州地球化学研究所研究员周怀阳告诉记者，面对我国正面临的发展机遇，我们应当非常自信地面对落后并迎头赶上。南京大学蒋少涌教授认为，一方面，国家应当加大对这一研究领域的投资力度，同时我们应特别重视我国深海研究科研团队的建设，应大力培养青年人才。
同济大学的汪品先院士指出，地球科学界与生命科学界之间，必须加强学科交叉和联合攻关，加快思维方式与观察手段的更新，其中*为值得注意的是海底观测网络的建设。海洋科学的“瓶颈”在于观测，由于我国和国外在深海研究方面的差距还在扩大，必须引起国家有关部门的高度重视。他介绍说，在陆地岩石矿床的研究、大陆深钻的工作等方面有着明显的优势，也应该有能力做好深海的研究工作。他建议我国在规划中长期基础研究时应该有深海研究计划，同时要有一个国家层面上的深海研究的协调机制并能采取强有力的措施，组织多方面力量，在地球科学与生命科学的新结合点上，投入到科学前沿的国际竞争中。
与海底热液系统和极端生命现象有关的研究工作涉及面很广，属多学科交叉研究领域。我国在这方面刚刚起步，面临着重要的发展机遇。６月２９日至７月１日，国内外相关专家汇聚南京大学，召开了以“海底热液作用与极端生态系统”为主题的第２３１次香山科学会议，旨在通过跨学科的学术交流，推动我国在该领域研究工作的开展。同济大学汪品先院士、南京大学蒋少涌教授、浙江大学陈鹰教授应邀担任本次会议的执行主席。
地球科学与生命科学联姻
科学家认为，地球科学的一大难点，在于表层系统与深部系统的结合。由于深部圈层难以直接观测，变化速度也比表层系统低得多，两者之间的关系很难研究。深海热液作用，正是反映表层与深部之间关系的窗口。
２０世纪７０年代末在东太平洋深海热液口发现的热液生物群，表明地球上还存在着依靠地球内源能量的“黑暗食物链”。大洋钻探结果又发现在数千米深海海底下面数百米的深处，还有微生物在地层的极端条件下生存。因此在地学和生命科学之间出现了新的交叉层面，即分子生物学和生物地球化学层面上的交叉。
与会专家认识到，研究生命的起源，海底热液和极端环境是一个很好的研究对象。从研究海底热液的重要性来讲，包括两个方面：一是对生命科学的进化起着将今论古，提供科学线索的重要作用，即生命是如何演化的？生命在什么情况下能够适应？另一方面，生命的存在和地质背景是分不开的，地质环境对生物在什么样的环境下如何生存具有主导作用。因此，研究海底热液现象可能成为研究生命起源的一个潜在的突破口。
盘点我国的成就
专家们介绍说，早在２０世纪８０年代，我国就通过国际合作等多种途径开始了现代海底热液活动的研究工作。在２００３年底，科学家横跨太平洋，在东太平洋海隆完成了在该区域的**海底热液硫化物调查工作。明年是郑和下西洋６００周年纪念，大洋协会将组织**环球大洋科考航次，对全球各大洋海底的热液活动和矿产资源开展调查和研究工作。这一活动，有望使我国的海底热液活动与极端环境下的生物研究提高到一个新的水平。
尽管我国对现代海底热液活动与硫化物矿化的研究工作刚刚起步，但在古代海底热液块状硫化物矿床的研究中已经取得了显著成就。南京大学、北京大学等单位分别对华南和华北的块状硫化物矿床进行了深入研究，提出了“华南型”块状硫化物矿床的成矿模型，发现了华北古海底硫化物黑烟囱。
令人振奋的是，我国的深海热液科学研究因长期受困于支撑技术体系的薄弱问题也得到了改善。近年来，我国科技工作者独立自主地研发了一系列相关的技术装备，现可用于热液活动研究的装备有：３５００米ＲＯＶ、化学传感器系统、沉积物保真采样器、ＣＴＤ、深海摄像、电视抓斗、浅层岩芯取样机等。已经研究成功正在进行海上试验的有悬浮生物采样器、模拟热液极端环境的微生物培养系统、热液样品气液分离系统、热液快速分析系统等；此外，７０００米载人深潜器及相关配套的作业系统也在紧锣密鼓地研发之中。
来自国际的信息
来自美国的丁抗博士介绍了国外研究的*新动态。从１９７７年人类**次在太平洋底发现了热液活动后到２０世纪９０年代，国外的专家学者已完成了观念上的**，生物学与地质学的学科交叉研究工作不断受到重视。
在大洋钻探航次中，生物学家开始与地质学家并肩战斗。因为人们已经意识到，地球上自然界的事情本来就是联在一起的，包括美国的老百姓都十分关注的深海研究进展，尤其是如生命是如何在深海黑烟囱中起源的这样一些重大科学问题。美国正在实施的“２０００洋中脊热液计划”将持续１０年，就是联合了地学和生物学的专家，共同研究探讨地球上这些系统为什么会连在一起？火山爆发和海底热液活动为什么会形成生命？
观念上的变革，带来了工程能力上的突破。作为人的丁抗自１９９８年至今已有１０次潜到海底几千米的热液喷口工作的经历，实现了他多年的梦想。他有幸看到了沸腾、汹涌澎湃的热液，看到了热液喷口上稀奇古怪的生命，并且成为国际上**个能够对热液在高温状态下直接进行化学探测的人。当他们在海底做这些工作时，通过卫星传播，美国的老百姓从网上可直接看到他们的研究成果，显示了美国现在做科学的方法也与传统的方法不一样。不仅如此，他们还将在海底建观测站进行自动监测。
张传伦博士所作的“墨西哥湾的天然气水合物与海底深部生物圈”报告引起了与会者的兴趣。天然气水合物作为一种新型能源，储量巨大。从目前的情况看，能够开采的油气加上煤等的能源总量远不如海底天然气水合物的储量大。天然气水合物在世界各海域分布非常广，各个国家都尽力想办法在勘探、研究、并试图开采利用这个资源。特别是日本，投资的力度是世界*大的，花的劲也是*大的，目的就是想办法把海底的天然气水合物能提出来，作为工业能源。近几年我国也开展了南海的天然气水合物的勘查工作并取得了一些可喜成果。
我们该如何办
由于陆地空间和资源的限制，海洋将是人类下一个大规模进军的目标，因此加快海洋研究工作的步伐已刻不容缓。通过交流，与会专家认识到与国外同行的差距，其原因在于思维方式、科研体制以及国家投资不足。
中科院广州地球化学研究所研究员周怀阳告诉记者，面对我国正面临的发展机遇，我们应当非常自信地面对落后并迎头赶上。南京大学蒋少涌教授认为，一方面，国家应当加大对这一研究领域的投资力度，同时我们应特别重视我国深海研究科研团队的建设，应大力培养青年人才。
同济大学的汪品先院士指出，地球科学界与生命科学界之间，必须加强学科交叉和联合攻关，加快思维方式与观察手段的更新，其中*为值得注意的是海底观测网络的建设。海洋科学的“瓶颈”在于观测，由于我国和国外在深海研究方面的差距还在扩大，必须引起国家有关部门的高度重视。他介绍说，在陆地岩石矿床的研究、大陆深钻的工作等方面有着明显的优势，也应该有能力做好深海的研究工作。他建议我国在规划中长期基础研究时应该有深海研究计划，同时要有一个国家层面上的深海研究的协调机制并能采取强有力的措施，组织多方面力量，在地球科学与生命科学的新结合点上，投入到科学前沿的国际竞争中。
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