在某些条件下,微生物群落可以生长和繁荣,即使在看似不适合居住的地方也是如此。海底不活跃的热液喷口就是这种情况。包括不来梅大学海洋环境科学中心MARUM研究人员在内的一个国际团队目前正在努力准确量化这些环境中能结合多少无机碳
由于其高压、黑暗和营养缺乏,深海通常不是一个适合居住的地方。但在高温和富含能量的流体大量涌入的情况下,就像活跃的热液喷口一样,大量的鱼类、贝类和微生物能够在那里定居。但是,当热流体的来源耗尽时,这些生物群落会发生什么
当海水通过裂缝渗入地壳,在那里变暖,然后在返回海底的途中溶解并吸收矿物质时,烟囱会在很长一段时间内形成。这种富含矿物质且经常冒烟的热水在地壳中寻找最具渗透性的路径,并在海底遇到富含氧气的冷水
这导致矿物沉淀,这些矿物以烟囱的形式沉积。这些热液喷口是基于化学合成的能量丰富的栖息地,其中微生物来自食物网的底部。根据地区的不同,热液渗漏处的烟囱含有铜、锌、金或银等矿物。因此,人们对在深海采矿活动中开采不活跃的吸烟者越来越感兴趣
当富含矿物质的液体流干时,黑人吸烟者就会变得不活跃。较大的生物迁移到下一个喷口,但微生物群落有办法适应新的条件
MARUM的Florence Schubotz博士说:“即使在发现第一个热液场40年后,我们也不断了解这些生态系统是如何工作的,特别是与不活跃吸烟者体内结合的二氧化碳量有关,还与微生物生命量、其活性和生产率有关。”
确定不活跃吸烟者的聚居密度是Schubotz正在进行的一个研究项目的中心焦点。这项工作涉及在大约40年前在东太平洋发现第一批热液喷口的确切区域进行采样
“初步结果表明,即使是不活跃的吸烟者也是海底微生物活动和有机碳生产的重要场所。我们才刚刚开始了解深海中的碳循环是如何运作的。可以肯定的是,碳在这些热点地区是固定的。
”但是,根据Schubotz的说法,“我们对这些生态系统的了解还不足以估计所涉及的程度。”。“海底的大片区域尚未调查,仍有未知的热液系统有待发现。
每个板块边界扩展中心都是一个潜在的定殖区。来自东太平洋的样本将提供一个很好的起点,因为人们已经很好地了解了该位置微生物群落的范围。因此,国际团队调查了活跃和不活跃吸烟者的样本,并将其相互比较。
该团队在2019年和2021年的三次探险中获得了这些样本,部分是在载人潜水器研究车Alvin的帮助下,从东太平洋海隆(北纬9度)获得的,这是一个位于太平洋板块边界的洋脊。他们的目标是更好地了解深海生态系统。以及各种生物体之间的相互作用,并首次计算代谢率如何从活跃系统变为非活跃系统。根据该出版物,“如果没有这种数据,”我们对不活跃烟囱生态系统中的元素循环及其对深海生物化学的可能影响的理解仍然不完整。“该团队强调,在对深海采矿做出任何决定之前,此类调查至关重要。
海底的生物地球化学以及海洋生态系统与环境的相互作用也是卓越集群的一些核心研究主题,”海底;地球的神秘界面。“
研究结果发表在《自然微生物学》杂志上
Provided by MARUM—Center for Marine Environmental Sciences, University of Bremen
2024-09-15
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