芬蘭地下7500英尺驚現神秘有機化合物

在芬蘭一處深達兩公里多的鑽孔中，研究人員意外發現了揮發性有機化合物（VOCs）。這些化合物通常與室內空氣品質不佳和工業汙染有關，但這次的發現地點卻是在地下深處。該地點先前也曾發現估計有數千萬年歷史的地下水。

揮發性有機化合物雖然常與人類活動相關，但其實在自然環境中，如濕地、森林、火山和熱液噴口等處也自然存在。這次的研究由赫爾辛基大學和芬蘭VTT技術研究中心的團隊進行，他們從由芬蘭地質調查局（GTK）在奧託昆普地區鑽探的鑽孔中收集了氣體和微生物樣本。奧託昆普地區以其礦床聞名。

研究人員在深度介於500至2300米之間的基岩地下水中發現了多種天然揮發性有機化合物。在此之前，關於結晶基岩及其未受汙染的地下水中VOCs的資訊相當有限。這項研究成果最近發表在《Communications Earth & Environment》期刊上。

這項研究結果可能對理解全球碳迴圈以及地下設施（如礦井）的空氣品質產生影響。研究顯示，深層生物圈中的微生物，特別是細菌和真菌，在產生和分解VOCs方面扮演了重要角色。然而，VOCs的濃度和組成也反映了當地基岩的特性，如碳和硫的含量以及氧化還原條件。

「我們是透過氣味引導找到這些揮發性有機化合物的，」赫爾辛基大學的助理教授Riikka Kietäväinen表示，她負責這項研究的地球化學部分。許多化合物，如芳香烴和硫化合物，即使在極低濃度下也能透過氣味檢測到。根據嗅覺的不同，奧託昆普鑽孔中的基岩地下水被描述為類似海洋或下水道的氣味，甚至略帶甜味。

研究團隊透過熱脫附-氣相色譜質譜法等分析技術，試圖更準確地確定氣味的來源。分析結果揭示了超過40種VOCs，其中以丁烷、苯和二甲基硫為主。這些化合物還包括其他烴類、醇類、酮類和醛類。

「我們透過分析微生物群落的基因組資料，研究了微生物在這些VOCs形成或降解中的可能作用，」VTT的高階科學家Mari Nyyssönen表示。在深層基岩中，微生物的營養和碳來源有限，研究結果顯示，這些VOCs為微生物提供了新的營養機會。

奧託昆普深鑽孔的鑽探工作於20年前的2005年1月31日完成。至今，赫爾辛基大學、VTT和GTK在奧託昆普深鑽孔的研究合作已經揭示了數千萬年前的地下水以及生活在基岩地下水和岩石表面的多樣微生物群落。

這項研究使我們更進一步理解了有機和無機領域之間的相互作用。Kietäväinen和Nyyssönen表示，鑽孔的研究將繼續進行。

參考文獻：Naturally occurring volatile organic compounds in deep bedrock groundwater by Riikka Kietäväinen, Mari Nyyssönen, Maija Nuppunen-Puputti and Malin Bomberg, 29 January 2025, Communications Earth & Environment. DOI: 10.1038/s43247-025-02053-2