[揽瓜阁精读] 229.Lost city

Ak777

228.Lost City 探索生命起源
P1 新发现-Lost City
2000年科考队绘制一海底山地图时，偶然发现了新地貌“白烟囱”。这里的热泉与以往的不一样，包括那个著名的黑烟

P2 介绍黑烟，为下文LC的热泉做铺垫，营造反差。
黑烟环境比较恶劣，离岩浆近太热、酸性强。介绍了下冒烟原理和其周围的奇行种。

P3 介绍LC的热泉口
LC相对eerily tranquil。离岩浆远，没那么热，呈碱性，因此不能像黑烟那样溶解金属（离子），也形成不了黑烟的那种地貌。但是LC的Ca很多，与海水混合生成了石灰石，也就是白烟囱。

P4 介绍化学反应原理，解释生命之源的必要环境，进而解释了LC这里的特殊性
氢气能量多，在反应时能把电子给其他化合物，释放能力，被称作还原剂“chemically reduced”。科学家长久以来认为具有还原性，也就是能给别的化合物电子，的气体在地球生命起源中扮演了重要角色。科学家推测最初地球上充满了还原性气体如氢气甲烷等，而生命所需的其他化学物质能凭借这些气体反应生成。
LC适合作为“自然的实验场所”，而研究也表明LC这里的热流富含一些有机物。这么看来，LC提供了无机物→有机物反应所需的化学环境，在生命形成中很关键。

P5 LC研究在其他理论上的启示
太阳系有液体水和peridotite的星球可能维系类似LC中的微生物，比如火星、木星的月亮。

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2000年12月有一个新发现，一个水下的A M山，有一个20层建筑高的白色岩柱。使用一些技术手段和潜水器，科学家调查了这个奇怪的现象。他们发现这个白色的柱子是喷发热海水的结构之一。他们还发现了海下的热泉水，他们叫做Lost City 热水区。它不像之前看到的那种黑烟。
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科学家在1970s就知道海底的热出水口。黑烟系统也是被人熟知的，他们发生在海洋褶皱中部，在火山形成的地方海洋板块互相挤压。这些水的出口能到400摄氏度，因为他们接近熔岩。它们的PH值和柠檬汁相似，这些极热的水会过滤掉硫化物、铁、铜和锌这些物质。当这些酸性液体接触到冷的海水，溶解的金属硫化物很快冷却，产生大量的黑烟。虽然这些气体是有害的，但在排水口附近的地区也有一些奇异的动物，例如大型的蠕虫，它们和内部的细菌共生，吸食这些有毒的气体。
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和这种黑烟环境不同，Lost City就很平静。因为它所处的位置，这个地方距离上升的岩浆很远。水也是靠循环来加热的，最高温也只有90度。Lost City的水也不是酸性的，它们是碱性的, PH值在9-11。因为这些水不会溶解铁和锌这类金属元素，Lost City也不会产生金属硫化物。而且这里的水蕴含丰富的钙，混合海水能形成石灰岩。石灰岩最终形成巨大的白色圆柱，大概有60米高，比最高的黑烟还要高。
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氢能够和氧这种混合物传递电子，释放能量。混合物和其他混合物也能传递电子。科学家怀疑减少的气体在地球生命的形成过程中扮演了重要角色。在1920S俄罗斯生物学家A O和英国生物学家H认为地球原始的大气层甲烷、氨、和氢这种reduced gases是非常丰富的。如果这些气体在大气层中聚集过高，生命所需的化学元素会自发形成。Lost City也是实验这些想法的天然实验室。在2008年化学家G P发表了一篇了论文证实了Lost City的热水包含一些有机化合物，例如甲烷等等。其他的工作表明Lost City的反应也会产生少量的有机酸。这些发现证实了这个地方可能会从无机物转变为有机物-- 在化学领域虽然简单却很关键。
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这项发现也证实了一种假设--太阳系中生命过去可能是存在的。任何一个星球中包含橄榄岩和流动水的，都有可能孕育生命，和Lost City很相似。在火星和木卫二都有强烈的证据。确实研究人员已经发现火星大气中有甲烷，但是它是来自微生物还是行星岩石的化学反应还是不能确定。

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爆裂鼓手

(一）2000年12月发生了这样的事情。一支探险队在绘制一座被称为亚特兰蒂斯山脉的水下山脉的地图时，发现了一座白色岩柱，它从海底升起，有20层楼高。使用飞行器和潜水器，科学家们对神秘的地层进行了调查和采样。尽管时间限制了他们的调查仅限于一次潜水，但研究人员能够收集到足够的信息，以确定白色柱子只是该地区释放加热海水的几个这样的结构之一。他们发现了一片海底温泉，并将其命名为“失落之城热液田”，它不同于以前的任何东西，包括现在著名的blacksmoker。
（二）自20世纪70年代以来，科学家们就已经知道了海底热液喷口。blacksmoker是最熟悉的，它们发生在大洋中脊，也就是地壳板块相互远离的地方，上面有一串串的火山。这些喷口的水可以达到上面的温度400度，因为它们靠近融化的岩石。由于PH值与柠檬汁相似，炙热的海水在过滤海底下的火山岩时，会滤出硫化物、铁、铜和锌。当这种热的酸性液体上升到海底表面时，它通过排气口排放到冰冷的海水中，溶解的金属硫化物迅速冷却并从液体中析出，产生一种看起来黑烟的浑浊化合物。这些金属硫化物聚集在通风口上方越来越高的烟囱里。尽管这些喷口周围的化学物质充满敌意，但这些喷口周围的地区充满了外来动物，比如XXX，其通过与细菌的共生关系茁壮成长，这些细菌会消耗从喷口发出的有毒硫化氢气体。
（三）与野蛮的黑烟环境相比，失落之城的喷口安静的可怕。位于大西洋中脊构造板块边界以西，亚特兰蒂斯地块顶部的这个喷流距离太远，无法使上升的岩浆将流体加热到黑烟所发现的炙热温度。相反，水是通过下面温暖的岩石循环加热的，测量到的最高温度只有90度。失落之城的液体也不是酸性的。它们是碱性的，ph值在9-11之间。由于这些水不容易溶解高浓度的金属，如铁和锌，“失落之城”不会产生黑烟所特有的金属硫化物羽状物。相反，失落之城的喷口水富含钙，与海水混合会产生石灰石。这些石灰石形成了巨大的白色烟囱，其中最大的烟囱高出海底60米，比最高的黑色烟囱要高得多。
（四）氢充满能量，因为它能够将电子转移到其他化合物，如氧，并在这个过程总释放能量。可以轻易地将电子提供给其他化合物的化合物被描述为“化学还原”。长期以来，科学家们一直怀疑，减少的气体在地球生命起源中起着重要作用。20世纪20年代，俄罗斯生物化学家提出，如果大气中含有高浓度的这些气体，那么生命所需的化学成分就可能自发形成。08年，XX证明失落之城的热液中确实含有甲烷、乙烷等有机化合物。其他研究表明，那里的反应也会产生小的有机酸。这些发现共同证实了失落之城喷口的降低条件可以支持从无机化合物生成有机化合物所必须的化学反应类型——这是生命起源前化学中简单但关键的一步。
（五）来自失落之城的发现也支持了关于太阳系中其他地方可能存在或曾经存在过生命的假设。任何同时含有peridotite和液态水的行星或卫星都可能支持类似于失落之城微生物的生命形式。这些成分的证据在火星和木星的卫星上最强。事实上，研究人员已经在现代火星大气中发现了甲烷。它是来自微生物还是地球岩石中的化学反应——或者两者兼而有之——尚不确定。

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