蛇纹石化——海底热液区生物的营养源

（神秘的地球报道）据EurekAlert!：上世纪70年代海底热液区的发现为海洋科学掀开新的篇章。热液区高温、酸化的环境和地球形成初期类似，周围却有大量生物存在，目前已发现400多种不同物种，既有大型生物如虾、蟹和贝等，也有热球菌等微生物。这些生物耐酸、耐高温，可以在无光、缺氧的条件下依靠热液区岩石和海水反应(即蛇纹石化)产生的氢气、烷烃和有机酸存活。因此，研究蛇纹石化有利于揭示生命起源的奥秘。

已有大量实验探讨橄榄岩和海水反应后氢气和烷烃的形成。但是，大多数研究采用橄榄石为初始反应物以代表橄榄岩。橄榄岩由橄榄石、辉石和尖晶石组成，辉石和尖晶石的加入可能对橄榄石-海水反应产生影响。中国科学院广州地球化学研究所和南海海洋研究所团队，以橄榄石和橄榄岩为初始物，对比300 °C、3 kbar时两种初始物蛇纹石化形成氢气和烷烃的量。研究发现，橄榄石蛇纹石化产生的氢气和甲烷远低于橄榄岩，但二者的乙烷和丙烷产量相当。这表明辉石和尖晶石的加入会增加蛇纹石化过程中产生的氢气和甲烷。该成果对于地球早期大气与岩石圈相互作用，有机物形成机理乃至生命起源具有一定的意义。

传统认为催化剂是影响烷烃形成的主要因素。该研究发现，初始物颗粒大小影响氢气和烷烃的形成。大颗粒橄榄岩反应初期，氢气和烷烃含量远低于小颗粒橄榄岩反应后形成的气体；随着反应的进行，二者氢气的产量相似，但大颗粒反应后产生的烷烃仍然比小颗粒橄榄岩形成的烷烃低得多。这说明，烷烃的形成受橄榄岩反应速率和程度的制约。

相关的研究成果发表在《中国科学：地球科学》2016年第1期，题目为“橄榄石和橄榄岩蛇纹石化过程中气体形成的对比研究”。