驚爆!地下微生物竟靠地震「充電」生存

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作者:

藍莓卷

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你能想象在我們腳下漆黑一片的地底深處,隱藏著地球上 95% 的原核生物嗎?它們占據了地球總生物量的 19%,就這樣默默生活在人類視線之外。

問題來了,沒有陽光,它們究竟靠什麼延續生命呢?最近,中國科學院廣州地球化學研究所的一項研究,揭開了這個神秘面紗,結果簡直讓人驚掉下巴!

7 月 19 日,這項突破性研究成果發表在國際知名期刊《科學進展》(Science Advances)上。

原來,地殼斷裂瞬間釋放的化學能,居然能成為地下微生物的「陽光替代燃料」!

這一發現,不僅重新改寫了地球深部生態系統的能量故事,還為我們探索火星、歐羅巴(木衛二)等星球上可能存在的「暗生命」提供了超現實的藍本。

中科院廣州地化所研究發現,地殼斷裂瞬間釋放化學能,生成氫氣和過氧化氫,驅動鐵循環形成「地下電網」供地下微生物生存。(資料圖來源:中國科學院廣州地球化學研究所)

研究團隊是怎麼發現這個秘密的呢?

他們搭建了一個超酷的「壓裂 - 反應」實驗平台,用來模擬地下數公里深處的斷裂活動。想像一下,岩石「啪」的一聲破裂,露出新鮮表面,就在這一瞬間,斷裂的化學鍵(自由基)和水相遇,奇蹟發生了,大量的氫氣和過氧化氫就這樣誕生了!

項目負責人朱建喜研究員形容,在地下生命聚集的斷裂系統中,岩石破裂產生的氫氣量,比已知的蛇紋石化或輻射裂解過程高出至少 10 萬倍!地震這樣的劇烈地殼斷裂過程,就像是一台強大的發動機,不知疲倦地把機械能轉換成化學能。

更神奇的還在後面,氫自由基和過氧化氫一起,驅動了鐵的氧化 - 還原循環。

鐵原子在 + 2 價與 + 3 價兩種狀態之間來回「切換」,持續釋放電子。這些電子在碳、硫、氮等生命必需元素之間流動,形成了一張看不見的「地下電網」。

參與研究的吳逍特別研究助理和林莽研究員說,這些微生物根本不需要光合作用,它們只要沿著這個「地下電網」的電子梯度「充電」,就能生存下去,簡直太神奇了有木有!

計算表明,地震每年在斷裂面上產生的氫氣通量可達到 737.2mol/m²,這能量多得超乎想像,完全能讓微生物群落迅速繁殖生長。

何宏平院士甚至說,這種能量機制可能在火星古老斷層或歐羅巴冰殼裂縫中同樣發生,簡直就是為太陽系的「暗生命」提供了一個長期「電池」。

這也告訴我們,在未來探索地外生命時,一定要特別留意斷裂帶附近的氧化還原信號,那可能就是生命存在的重要標誌。

美國國家科學院院士 Norm Sleep 也對這項研究讚不絕口,他說研究非常出色地還原了斷裂活動真實的物理化學過程,把深部地下微生物群落的興衰變化解釋得清清楚楚。

看來,這下我們對地球深處的生命,甚至宇宙中的「暗生命」,又多了不少了解呢!

(聲明:文章只代表作者個人或機構,並不代表本報立場!)

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