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不靠光合作用,靠地震“充电”——

地球深部微生物生存奥秘破译

2025-08-07 科技日报 叶青 孔令竹
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在人类视线之外的黑暗深处,栖息着地球上95%的原核生物,约占地球总生物量的19%。这些深部生命究竟如何延续?中国科学院广州地球化学研究所的一项研究发现,地壳断裂瞬间释放的化学能,可为地下微生物提供能量。这一重要发现不仅改写了地球深部生态系统的能量剧本,也为火星、木卫二等星球的“暗生命”设想提供了现实蓝本。相关研究论文日前发表于国际期刊《科学进展》。

据介绍,研究团队通过“压裂—反应”实验平台,模拟地下数公里内的断裂活动。当岩石破裂产生新鲜表面时,断裂的化学键瞬间与水相遇,生成大量氢气和过氧化氢。

“在地下生命聚集的断裂系统中,岩石破裂产生的氢气量,比已知的蛇纹石化或辐射裂解过程高出至少10万倍?!毕钅扛涸鹑?、中国科学院广州地球化学研究所研究员朱建喜说,“地震就是剧烈的地壳断裂过程,这一构造活动就像一台发动机,不断把地球内部的机械能转换为化学能。”

更关键的是,氢自由基与过氧化氢耦合驱动了铁的氧化还原循环——铁原子在两种状态之间反复转换,持续释放电子。研究团队发现,这些电子进一步在碳、硫、氮等生命必需元素之间流动,形成看不见的“地下电网”,为微生物提供可直接取用的能量?!八遣恍枰夂献饔?,只需沿着电子梯度‘充电’即可生存。”中国科学院广州地球化学研究所特别研究助理吴逍介绍。

计算表明,地震每年在断裂面上产生的氢气通量可达到737.2摩尔每平方米,这些能量远远超过微生物群落生存的需要,生命可以借此迅速繁殖生长?!罢庵帜芰炕粕踔量赡茉诨鹦枪爬隙喜慊蚰疚蓝橇逊熘蟹⑸?,为太阳系‘暗生命’提供长期‘电池’?!敝泄蒲г涸菏亢魏昶饺衔谖蠢吹赝馍讲獾娜挝裰?,需要特别注意寻找断裂带附近的氧化还原物质,这些可能是与生命有关的标志。

美国国家科学院院士诺姆·斯利普在文章评论中说,该研究十分出色地还原了断裂活动真实的物理化学过程,为深部地下微生物群落的兴衰变化提供了解释。

(原载于《科技日报》?2025-08-07?第06版)

打印 责任编辑:闫文艺

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