高温高压下甲酸盐原位拉曼定量分析及其在地球化学分布中的意义

本研究通过建立25-350°C/0.1-40MPa条件下甲酸盐（HCOO?）的原位拉曼定量模型（AFormate/AH2O=0.0095CFormate，R2=0.999），首次揭示甲酸盐在≤300°C的异常稳定性（分解速率较既往报道低3个数量级），为深海热液区（hydrothermal vents）和岩石圈深部（lithosphere）的氢源供给及微生物代谢研究提供关键技术支撑。

　　

Highlight

甲酸盐（HCOO^?）作为热液喷口（hydrothermal vents）微生物群落的关键电子供体，其热稳定性长期缺乏精准定量数据。本研究突破性建立覆盖25-350°C/0.1-40MPa的原位拉曼定量模型，揭示甲酸盐在极端环境中的"生存密码"。

Raman spectra of NaHCOO solutions

常温常压下，甲酸钠（NaHCOO）溶液在1354cm^?1（C=O对称伸缩振动）和2821cm^?1（C-H费米共振双峰）处呈现特征拉曼峰。随着温度升高，2734cm^?1峰强呈指数衰减（R²>0.98），这为高温监测提供了"分子指纹"。

Qualitative analysis of formate solutions with increasing temperature

当温度突破350°C时，甲酸盐开启"自毁模式"：通过水解反应（NaHCOO+H₂O→H₂+NaHCO₃）快速分解，但速度比既往报道慢1000倍！有趣的是，1366cm^?1处的碳酸氢盐（bicarbonate）特征峰成为反应进程的"计时器"。

Conclusion

本研究如同给甲酸盐安装了"高温监控摄像头"，证实其在300°C下能稳定存在，修正了传统认知。这些发现暗示地球深部可能隐藏着巨大的甲酸盐库，它们不仅是原始生命的"能量货币"，更是深部氢循环（H₂ cycle）的隐形推手。