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在地球表面以下一英里半多的地方,在不見陽光的金礦深處,水聚集在由鈾和釷緩慢放射性衰變產生的熱量微微加熱的裂縫中。 這種輻射足以將一些水分解成其組成部分之一:氫。 透過將這種最輕的元素與地質產生的硫酸鹽結合,一種新發現的微生物物種在遠離維持生命的陽光的地方茁壯成長。 事實上,根據10月20日《科學》雜誌報道的新測試,這個新發現的生態系統已經繁榮了至少2000萬年。
臺灣國立大學的林立鴻和一群同事訪問了南非的姆波嫩金礦,並在54天內四次對新鑽探暴露的地下水進行了取樣。 每個未受地表接觸汙染的樣本都揭示了相同的深層地球生態系統,該系統由一種與生活在海底熱液噴口附近的硫酸鹽還原菌 Desulfotomaculum kuznetsovii密切相關的新微生物主導。 對水中氦和氬同位素的測年顯示,它已經與地表及其生物近親隔離了數百萬年。“分析表明,地下水的年齡在1600萬到2500萬年之間,”林說。“因此,我們有一個與地表隔離了2000萬年的微生物群落,這個群落利用無機過程產生的硫酸鹽和H2。”
事實上,這個群落的能量鏈不是依賴於來自太陽的光合作用,而是依賴於硫酸鹽還原,就像厭氧細菌至少十億年來所做的那樣。 林說,這種能量鏈允許其他型別的微生物生存,主要是 變形菌。“它們可能代表了地表群落的遺蹟成員,”他指出。 這意味著數百萬年前,這些微生物滑入地球深處,並從此在那裡生存下來,在遠離陽光的地方苟延殘喘。“我們不知道這些微生物的實際壽命,”他解釋說。“我們估計它們的倍增時間為45至300年,與地表環境相比,這代表了非常緩慢的微生物活動。” 然而,這種緩慢、穩定、受保護的生物體可能代表了一種頑強的生命形式,這種生命形式同樣可以在其他世界(如火星或木衛二)的表面深處持續存在。“有可能,”林補充說,“如果地質過程提供足夠的輸入,像這樣的群落可以無限期地維持自身。”