不靠陽光也能活？地下微生物充電生存，或成尋找外星生命新模板地震提供能量源泉

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2025-07-21 12:08:16 南方Plus

不靠陽光也能活？地下微生物充電生存，或成尋找外星生命新模板地震提供能量源泉！地球上的大部分原核生物，約占地球總生物量的19%，生活在地底深處。這些生物在沒有陽光照射的地方是如何獲取能量的問題一直困擾著科學(xué)家們。

7月19日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所在《科學(xué)進(jìn)展》期刊上發(fā)表了一項突破性研究，揭示了地殼斷裂瞬間釋放的化學(xué)能可以成為地下微生物的能量來源。這一發(fā)現(xiàn)不僅改變了人們對地球深部生態(tài)系統(tǒng)的理解，還為在火星、歐羅巴等星球?qū)ふ疑峁┝死碚撘罁?jù)。

地震是一種劇烈的地殼斷裂過程，像一臺發(fā)動機(jī)，不斷將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。研究團(tuán)隊通過實驗平臺模擬了地下數(shù)公里內(nèi)的斷裂活動，發(fā)現(xiàn)當(dāng)巖石破裂產(chǎn)生新鮮表面時，斷裂的化學(xué)鍵與水相遇會生成大量氫氣和過氧化氫。更重要的是，這些氫自由基與過氧化氫耦合驅(qū)動了鐵的氧化-還原循環(huán)，持續(xù)釋放電子，使這些電子可以在碳、硫、氮等生命必需元素之間流動，從而形成一種“地下電網(wǎng)”，供地下微生物取用能量。

參與該研究的研究人員表示，地下微生物不需要光合作用，只需沿著電子梯度“充電”即可生存。計算顯示，地震每年在斷裂面上產(chǎn)生的氫氣通量足以滿足微生物群落生存所需。因此，這些“以地震為食”的地下微生物能夠在能量豐富的環(huán)境中迅速繁殖生長。

過去，學(xué)界一般認(rèn)為蛇紋石化或輻射裂解過程是地球早期生命起源的重要能量來源。然而，新的研究成果表明，斷裂活動在深部地下空間廣泛存在，里氏2級以上的地震每年會發(fā)生110多萬次，這種地質(zhì)過程產(chǎn)生氫氣的數(shù)量比蛇紋石化或輻射裂解過程高出至少10萬倍。

這種“以地震為食”的生命過程也可能在其他星球發(fā)生。中國科學(xué)院院士何宏平指出，這種能量機(jī)制甚至可能在火星古老斷層或歐羅巴冰殼裂縫中發(fā)生，為太陽系中的“暗生命”提供長期能量來源。未來在地外生命探測任務(wù)中，需特別注意尋找斷裂帶附近的氧化還原信號，這些可能是與生命有關(guān)的標(biāo)志。

美國國家科學(xué)院院士諾姆·斯利普評論說，該研究出色地還原了斷裂活動真實的物理化學(xué)過程，為深部地下微生物群落的興衰變化提供了解釋。研究團(tuán)隊將繼續(xù)與加拿大教授庫爾特·O·康豪瑟和芭芭拉·舍伍德·蘿拉合作，開展進(jìn)一步研究，驗證這一無光生命模型的普適性。

(責(zé)任編輯：0882)

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