配资平台查询网站中国科学家研究发现地壳断裂瞬间释放的化学能成为地下微生物的“阳光替身”

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△地壳断裂维持深部地下微生物群落活动的概念图（研究团队供图）

中国科学院广州地球化学研究所7月19日发表于国际知名期刊《科学进展》上的一项突破性研究显示，地壳断裂瞬间释放的化学能，可为地下微生物提供阳光的“替代燃料”。这一发现不仅改写了地球深部生态系统的能量剧本，也为火星、欧罗巴（木卫二）等星球的“暗生命”设想提供了现实蓝本。

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（自由基）瞬间与水相遇，生成可观的氢气和过氧化氢。“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。”项目负责人朱建喜研究员形容，“地震（剧烈的地壳断裂过程）等构造活动就像一台发动机，不断把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（+2价与+3价）之间反复“循环”，持续释放电子。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。“它们不需要光合作用，只需沿着电子梯度‘充电’即可生存。”吴逍特别研究助理和林莽研究员说。

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/平方，这些能量远远超过微生物群落生存的需要，生命可以迅速繁殖生长。何宏平院士谈到，“这种能量机制甚至可能在火星古老断层或欧罗巴（木卫二）冰壳裂缝中发生，为太阳系‘暗生命’提供长期‘电池’。”在未来地外生命探测的任务中，需特别注意寻找断裂带附近的氧化还原信号，这些可能是生命有关的标志。

美国国家科学院院士Norm Sleep在文章评论中指出：“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。”

据悉，研究团队将继续联合加拿大Kurt O Konhauser和Barbara Sherwood Lollar教授合作，开展加拿大高等研究院“四维地球：地下世界的科学与探索”研究计划，研究更多岩石产生氢气的过程，进一步验证这一无光生命模型的普适性。

（总台记者朱子荣）

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