近日，我校海洋科学学院董西洋副教授联合加拿大卡尔加里大学、加拿大地质调查局，加拿大Applied Petroleum Technology、加拿大新斯科舍省能源和矿业部、日本地质调查局以及澳大利亚莫纳什大学等科研机构，在国际知名杂志Nature Communications发表了题为“Thermogenic hydrocarbon biodegradation by diverse depth-stratified microbial populations at a Scotian Basin cold seep”的研究论文。
海底冷泉主要发现于大陆架边缘，是由水和烃等为主要成分的流体通过特定的地下通道从海底喷涌或渗漏而形成，被认为是地球深部油气藏或天然气水合物的勘探标志之一。此外，从深海冷泉沉积物逸出并到达大气的甲烷和非甲烷短链烷烃可能会对地球环境和气候变化产生极大影响。作为“海底绿洲”，冷泉沉积物中生活着丰富多样的细菌和古菌。目前对冷泉表层及近表层沉积物的微生物群落及其代谢功能的研究较多，但是对于沉积物深部的微生物群落结构和功能特性研究甚少，尤其是不同深度微生物对热成因烃的降解能力及其分布规律尚不清晰。
图1 研究区域及其三维地震勘探数据
为了回答这一问题，研究团队选择位于大西洋西北部的Scotian盆地作为研究对象。Scotian盆地地处加拿大东部的新斯科舍省近海，为火山和非火山过渡大陆边缘，延伸约260,000平方公里的面积。通过地球物理分析，首次在该区域发现与盐构造有关的冷泉。通过对沉积物样品进行地球化学分析，表明气体类型为由成熟的烃源岩向上运移的热成因气体。研究团队进一步借助整合宏组学手段，对沉积物柱的不同深度样品进行微生物群落解析，获得两个重要发现：（1）沉积物中的微生物正在降解热成因烃，而且古菌和细菌各司其职；（2）乙烷和丁烷的厌氧古菌降解不一定和硫酸盐还原耦合。
图2 不同类型古菌厌氧氧化气态烷烃的代谢通路图
上述成果受到国家自然科学基金和高校基本科研业务费等项目支持。海洋科学学院董西洋副教授为该论文第一作者和通讯作者，加拿大卡尔加里大学的Dr. Casey Hubert为共同通讯作者。
