我國科學家揭示無光世界生存密碼

　　在人類視線之外的黑暗深處，棲息著地球上95%的原核生物，約占地球總生物量的19%，這些深部生命究竟如何延續？7月19日，中國科學院廣州地球化學研究所發表于國際期刊《科學進展》上的一項突破性研究顯示，地殼斷裂瞬間釋放的化學能，竟可為地下微生物提供陽光的“替代燃料”。這一重要發現不僅改寫了地球深部生態系統的能量劇本，也為火星、歐羅巴（木衛二）等星球的“暗生命”設想提供了現實藍本。

地殼斷裂維持深部地下微生物群落活動的概念圖。（研究團隊供圖）

　　據介紹，研究團隊通過“壓裂-反應”實驗平臺，模擬地下數公里內的斷裂活動。當巖石破裂產生新鮮表面時，斷裂的化學鍵（自由基）瞬間與水相遇，生成可觀的氫氣和過氧化氫。“在地下生命聚集的斷裂系統中，巖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。”項目負責人、中國科學院廣州地球化學研究所研究員朱建喜說，“地震就是劇烈的地殼斷裂過程，這一構造活動就像一臺發動機，不斷把地球內部的機械能轉換為化學能”。

　　更關鍵的是，氫自由基與過氧化氫耦合驅動了鐵的氧化-還原循環—鐵原子在兩種狀態之間反復“循環”，持續釋放電子。研究團隊發現，這些電子進一步在碳、硫、氮等生命必需元素之間流動，形成看不見的“地下電網”，為微生物提供可直接取用的能量。“它們不需要光合作用，只需沿著電子梯度‘充電’即可生存。”中國科學院廣州地球化學研究所特別研究助理吳逍說。

　　計算表明，地震每年在斷裂面上產生的氫氣通量可達到737.2摩爾每平方米，這些能量遠遠超過微生物群落生存的需要，生命可以迅速繁殖生長。“這種能量機制甚至可能在火星古老斷層或歐羅巴（木衛二）冰殼裂縫中發生，為太陽系‘暗生命’提供長期‘電池’。”中國科學院院士何宏平指出，在未來地外生命探測的任務中，需特別注意尋找斷裂帶附近的氧化還原物質，這些可能是與生命有關的標志。

　　美國國家科學院院士諾姆·斯利普在文章評論中指出，該研究十分出色地還原了斷裂活動真實的物理化學過程，為深部地下微生物群落的興衰變化提供了解釋。

　　據悉，研究團隊將繼續和加拿大相關教授合作，開展加拿大高等研究院“四維地球：地下世界的科學與探索”研究計劃，研究更多巖石產生氫氣的過程，進一步驗證這一無光生命模型的普適性。