2019-04-25 05:42:01
微生物可以充当地球深碳的守门人

两年前,一队科学家访问了哥斯达黎加的俯冲带,在那里海底沉入大陆之下,火山高出地面。他们想知道微生物是否会影响从地球表面进入深层内部的碳循环。根据他们在自然界的新研究,答案是肯定的 - 是的,他们可以。

这项开创性的研究表明,微生物消耗并且至关重要地帮助捕获该区域中的少量沉没碳。这一发现对于理解地球的基本过程以及揭示大自然如何有助于缓解气候变化具有重要意义。

在俯冲带,地球表面和内部之间存在通信。两块板碰撞,密度较大的板下沉,将物质从地面输送到地球内部。表明近地表的微生物在碳和其他元素如何被锁定在地壳中发挥着重要作用,这为地球过程提供了深刻的新认识,并帮助研究人员模拟地球内部可能随着时间的推移而发展。

合着者,牛津大学地球科学系主任Chris Ballentine教授说:“我们在这项研究中所展示的是,在将化学物质放回地球至关重要的地区 - 这些大的俯冲带 - 生命正在吸收碳。在地质时间尺度上,生命可能是控制地表的化学物质,并在地壳中储存碳等元素。

这是地下生命在从俯冲带中去除碳的第一个证据。已经确定微生物能够吸收溶解在水中的碳并将其转化为岩石中的矿物质。这项研究表明,该过程在俯冲带上大规模发生。它是一种天然的二氧化碳封存过程,可以控制地球表面碳的可用性。

在牛津大学地球科学系进行研究的主要作者Peter Barry博士说:“我们发现大量的碳被困在非火山地区而不是通过火山或下沉逃逸进入地球的内部。

“在此之前,科学家们已经认为生命在这种海洋碳是否一直传输到地幔中几乎没有任何作用,但我们发现生命和化学过程共同作为碳输送到地幔的守门人。”

在为期12天的探险中,这个由25人组成的多学科科学家小组收集了哥斯达黎加各地温泉的水样。科学家们早就预测,这些温泉会喷出古老的碳分子,并在数百万年前俯冲。通过比较两种不同碳 - 称同位素的相对数量 - 科学家们表明这些预测是正确的,以前未被认识到的过程在俯冲带上方的地壳中起作用,用于捕获大量的碳。

经过分析,科学家估计大约94%的碳转化为方解石矿物和微生物生物量。

高级作者,田纳西大学诺克斯维尔微生物学副教授Karen Lloyd说:“这些微生物实际上是碳封存的。科学家们正积极致力于碳封存,以减缓气候变化和碳捕获与储存,作为长期埋藏温室气体的手段。我们的研究是一个很好的例子,说明这种情况自然发生在哪里,以前是未被认识到的。这项研究表明,这种情况发生在一个巨大的水库规模上。

哥斯达黎加国家大学火山学和地震学研究所的合着者兼教授Maarten de Moor说:“令人惊讶的是,微小的微生物可能会像这些强大且视觉上令人印象深刻的火山一样影响类似尺度的地质过程。是地球内部的直接通道。我们在这项研究中发现的过程不太明显,但它们很重要,因为与火山相比,它们在巨大的空间区域内运行。

研究人员现在计划调查其他俯冲带,看看这种趋势是否普遍存在。如果这些生物和地球化学过程在世界范围内发生,那么进入深层地幔的碳将比先前估计的少19%。

共同作者,那不勒斯费德里克二世大学的助理教授,CNR-IRBIM和罗格斯大学的附属科学家Donato Giovannelli说:“生物学可能有更多的方式对地质产生巨大的影响,我们只是避难所”发现它们了。“

现任伍兹霍尔海洋研究所副研究员的彼得巴里博士补充说:“我们有来自三个不同领域的人们一起工作,只有通过这种跨学科的方法才能取得这样的突破。展望未来,这将改变人们对这些系统的看法。对我而言,这令人激动。

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