地球深处蕴藏着大量原核生物,约占地球上总生物量的19%。这些深部微生物如何维持其生存和繁衍?中国科学院的一项最新研究表明,在地壳断裂过程中释放的化学能为地下生态系统提供了重要的能量来源。

研究人员通过"压裂-反应"实验平台模拟了地壳内部数公里深处的断裂活动。当岩石破裂产生新的表面时,断裂产生的自由基与水发生反应,生成大量氢气和过氧化氢。研究发现,这种化学反应能够驱动铁元素的氧化还原循环。

在这一过程中,铁原子不断在氧化态和还原态之间转换,释放出电子。这些电子在碳、硫、氮等生命必需元素间流动,形成了一种独特的"地下电网"系统。这个隐秘的能量网络为深部微生物提供了可以直接利用的能量来源。

研究表明,地震等活动每年在全球断裂带产生的能量远远超出地下微生物群落的需求。这一发现不仅揭示了地球内部生态系统的运作机制,也为探索地外生命提供了重要线索。

中国科学院院士指出,这种基于化学反应的能量转换机制可能存在于火星等其他天体的古老断层中,为"暗生命"提供稳定的能量来源。这表明,在未来的地外生命探测任务中,应特别关注断裂带附近的氧化还原特征,这些特征可能是判断是否存在生命的關鍵指标。