简介：大洋玄武岩地壳是地球上最大的含水层，是大量地下微生物生态系统的潜在家园，迄今，这些系统中的大部分仍未进行特征描述，而它们可用于与地外地下生物圈进行类比。胡安·德富卡海岭（IuandeFucaRidge）东侧沉积盖层之下3．5Ma古老的玄武岩地壳内，循环的基底流体温度适中（～65℃）、溶解氧和硝酸盐的浓度低到难以测量，而高浓度硫酸盐则被视为这个地下环境中主要的电子受体。本研究以两种重要的电子供体-甲烷和氢气-的供应和潜在来源为对象，研究海床下生物圈。通过与综合大洋钻探项目（IODP）CORK系统中从基底深处延伸至海床上出口的管线采集了完整基底流体样本。在2010年开展IODP327项目时安装了两套新的CORK，即1362A和1362B，并于2011年和2013年进行了取样。这两套新的CORK性能优于原来的装置，装有镀层套管和聚四氟乙烯输送管线，可减少套管材料与环境之间的反应。通过原有的CORK装置还对钻孔1301A进行了取样。基底流体富含氢气（0．05～1．8μmol／kg），表明大洋玄武岩含水层支持氢驱动的新陈代谢。基底流体还含有大量的甲烷（5～32μmol／kg），表明甲烷是海床下玄武岩生物圈的营养供体。三个钻孔的流体样本甲烷的δ13C值介于-22．5～58‰之间，而δ2H值则介于-316～57‰之间。甲烷的同位素组成和烃的分子组成表明，取决于取样地点和时间的不同，基底流体中的甲烷既有生物成因也有厌氧成因的。CORK1301A流体样本中甲烷δ2H值较迄今所有其他海相环境中样本的值都高，而这一点用生物成因甲烷部分微生物氧化反应可以很好的进行解释。总之，我们的研究表明甲烷和氢气持续支持了深部生物圈的繁殖，而在大洋基底中甲烷即是微生物的产物也可能是其消耗物。

简介：微生物生态系统可以依赖地球深处和深海火山口水-岩相互作用产生的氢气（H2）而得以生存。根据目前的估算，全球海洋岩石圈通过水-岩反应（水合作用）所产生的氢气量在1011mol／yr的量级。最近在对陆上地下前寒武纪岩石裂缝咸水的勘探中，人们发现了氢气富集程度类似于热液喷口和海底扩张中心的环境，并提出了在溶解的氢气量和水的辐射离解作用之间存在一定的联系。然而，在南非威特沃特斯兰德（Witwatersrand）盆地的一个深金矿中开展的区域氢气流量外推结果显示”，前寒武纪岩石因对全强氢气生产的贡献可以忽略不计（每年0．009×1011摩尔）。本文中我们对以往公开的和新近获得的前寒武纪岩石中的氢气浓度数据进行了汇总，发现人们以往低估了前寒武纪大陆岩石圈生成氢气的潜力。我们认为，出现这种情况的原因是，人们没有考虑其他的生氢反应（例如蛇纹岩化），而且缺乏有效的手段对在这些环境中测量的氢气生成速率进行换算，以便把前寒武纪地壳在全球大陆地壳表面积中的占比高达70％以上这一事实考虑在内。如果把通过辐射分解和水合反应生成的氢气考虑在内，我们估计，来自前寒武纪大陆岩石圈的氢气生成速率可以达到（0．36～2．27）×1011mol／yr，这个数值和海洋系统的氢气生成速率相当。

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