近日，我校海洋科學(xué)學(xué)院董西洋副教授聯(lián)合加拿大卡爾加里大學(xué)、加拿大地質(zhì)調(diào)查局，加拿大Applied Petroleum Technology、加拿大新斯科舍省能源和礦業(yè)部、日本地質(zhì)調(diào)查局以及澳大利亞莫納什大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)，在國際知名雜志Nature Communications發(fā)表了題為“Thermogenic hydrocarbon biodegradation by diverse depth-stratified microbial populations at a Scotian Basin cold seep”的研究論文。
海底冷泉主要發(fā)現(xiàn)于大陸架邊緣，是由水和烴等為主要成分的流體通過特定的地下通道從海底噴涌或滲漏而形成，被認(rèn)為是地球深部油氣藏或天然氣水合物的勘探標(biāo)志之一。此外，從深海冷泉沉積物逸出并到達(dá)大氣的甲烷和非甲烷短鏈烷烴可能會對地球環(huán)境和氣候變化產(chǎn)生極大影響。作為“海底綠洲”，冷泉沉積物中生活著豐富多樣的細(xì)菌和古菌。目前對冷泉表層及近表層沉積物的微生物群落及其代謝功能的研究較多，但是對于沉積物深部的微生物群落結(jié)構(gòu)和功能特性研究甚少，尤其是不同深度微生物對熱成因烴的降解能力及其分布規(guī)律尚不清晰。
圖1 研究區(qū)域及其三維地震勘探數(shù)據(jù)
為了回答這一問題，研究團(tuán)隊選擇位于大西洋西北部的Scotian盆地作為研究對象。Scotian盆地地處加拿大東部的新斯科舍省近海，為火山和非火山過渡大陸邊緣，延伸約260,000平方公里的面積。通過地球物理分析，首次在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)與鹽構(gòu)造有關(guān)的冷泉。通過對沉積物樣品進(jìn)行地球化學(xué)分析，表明氣體類型為由成熟的烴源巖向上運移的熱成因氣體。研究團(tuán)隊進(jìn)一步借助整合宏組學(xué)手段，對沉積物柱的不同深度樣品進(jìn)行微生物群落解析，獲得兩個重要發(fā)現(xiàn)：（1）沉積物中的微生物正在降解熱成因烴，而且古菌和細(xì)菌各司其職；（2）乙烷和丁烷的厭氧古菌降解不一定和硫酸鹽還原耦合。
圖2 不同類型古菌厭氧氧化氣態(tài)烷烴的代謝通路圖
上述成果受到國家自然科學(xué)基金和高校基本科研業(yè)務(wù)費等項目支持。海洋科學(xué)學(xué)院董西洋副教授為該論文第一作者和通訊作者，加拿大卡爾加里大學(xué)的Dr. Casey Hubert為共同通訊作者。
