位于西太平洋穆绍海沟附近的昆仑热液系统由20个大型圆形/椭圆形凹坑组成，每个凹坑直径达数百米，总面积为11.1平方公里，即比“失落之城”（Lost City）大一百多倍。研究人员使用“奋斗者”号载人潜水器对其中4个较大的凹坑进行了探测，发现它们具有类似金伯利岩管的陡峭岩壁，深度可达130米。在这些岩管底部的小型凹坑中观察到了生态系统。通过原位拉曼光谱获得的热液流体中氢气浓度约为5.9至6.8毫摩尔/千克。据估计，昆仑热液系统的总氢气通量为每年4.8×10¹¹摩尔，占全球海底非生物氢气通量估计值的5%以上。由蛇纹石化作用产生的富氢碱性流体，在碳酸盐补偿深度以下的岩管内形成了大规模碳酸盐岩，其中已识别出白云石和方解石。

西太平洋的一个富氢热液系统显示出氢气资源潜力和早期生命存在的可能性。

Li L, Zhang H, Xi S, Liu C, Li C, Zheng J, Huang J, Hao Y, Zhang X, Sun W. A large intraplate hydrogen-rich hydrothermal system driven by serpentinization in the western Pacific: Kunlun. Sci Adv. 2025 Aug 8;11(32):eadx3202. doi: 10.1126/sciadv.adx3202. Epub 2025 Aug 8. PMID: 40779630; PMCID: PMC12333689.

引言

热液喷口通常存在化能自养生态系统生物群，被视为理解生命起源的关键（1-7）。黑烟囱是这些喷口的标志性特征，由富含金属的高温溶液与冰冷海水相遇时形成。这些喷口通常与大洋中脊附近岩浆释放加热海水的循环过程相关。

然而，另一种类型的喷口系统正受到越来越多的关注（5-7）。与氢气释放相关的低温喷口似乎由蛇纹石化反应驱动。这些系统所蕴含的氢气储量有可能成为重要的清洁能源来源（8,9）。大多数释氢热液系统已在扩张脊附近被发现（5-7），马里亚纳海沟也有一些小型喷口。但此前，在远离大洋中脊的区域，尚未有大型富氢热液系统的报道。在最近的深海调查中，我们在卡罗琳板块东部发现了一个氢气热液岩管群（10），位于穆绍海沟以西约80公里处（补充视频S1）。其剩余氢气通量远超以往任何报道的数值。此外，该岩管群中的大型岩管表明曾发生过爆炸性喷发（11）。

中国国家自然科学基金（NSFC）资助下最近在穆绍海沟区域开展了一次综合研究航次（NORC2023-583）（10）。水下直接观测显示，在卡罗琳板块东部、穆绍古海沟以西约80公里处，存在一系列类似“麻点”的海底凹陷（12-14）（图1，A和B，以及补充图S1）。使用康士伯EM122多波束回声测深仪进行了高分辨率测绘，详细呈现了与俯冲板块相关的海脊、海沟、海山和构造变形。所有已识别的麻点表面大致呈圆形或椭圆形，直径约450至1800米，深度约30至130米（补充图S2）（10）。每个麻点都有一个边缘，比周围海床高出数米（图1，B和C）。多波束调查涵盖了南北方向约92公里、东西方向约141公里的广阔区域。在该区域内，共识别出20个麻点。它们并非均匀分布，而是在约80公里（南北向）×50公里（东西向）的较小区域内呈空间聚集状态，本文称之为昆仑岩管群（图1B）。这些麻点位于一个构造高地上，该高地比周围海床高出约300米。考虑到该“平台”与海沟的距离，它或多或少类似于成熟俯冲板块系统中的外隆（11,15,16）。该岩管群位于年轻的新生代大洋地壳中，不具备形成传统麻点的典型条件，例如与天然气水合物或油气藏相关的麻点（17）。此外，这些麻点与金伯利岩管极为相似（18,19），其特征是约30至130米深的陡峭岩壁和相对平坦的底部。