一项最新研究显示，地震等地壳内部构造活动瞬间释放的化学能，可为地下微生物提供阳光的“替代燃料”。这一发现揭示了地球深部生态系统的重要能量来源，也有助于寻找火星、木卫二等星球上可能存在的“地下生命”。该研究由中国科学院广州地球化学研究所研究人员领衔完成，于7月19日发表于国际知名期刊《科学进展》（Science Advances）上。
在人类视线之外的黑暗深处，栖息着地球上95%的原核生物（约占地球总生物量的19%），这些生命究竟如何延续？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》（Science Advances）上的一项突破性研究显示，地壳断裂瞬间释放的化学能，竟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。
中国科学院广州地球化学研究所提供资料图。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、氮等生命必须元素之间流动，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737.2mol/m2，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。”
据研究人员介绍，在人类视线之外的黑暗深处，栖息着地球上95%的原核生物，它们约占地球总生物量的19%。这些生命无法获取光合作用合成的有机物，究竟如何获得能量来源，一直是学界的谜团。
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后发现，当岩石破裂产生新鲜表面时，断裂的化学键瞬间与水相遇，生成可观的氢气和过氧化氢，导致铁的氧化和还原循环，在这个过程中持续释放电子。这些电子进一步在碳、硫、氮等生命必须元素之间流动，形成看不见的“地下电网”，为微生物提供可直接取用的能量。
项目负责人、中国科学院广州地球化学研究所研究员朱建喜说：“地震等地壳内部构造活动，可以不断把机械能转换为化学能。”
中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所研究员何宏平介绍，这种能量机制甚至可能在火星古老断层或木卫二冰壳裂缝中发生，为可能的“地下生命”提供长期“电池”。
研究人员表示，这一重要发现挑战了“万物生长靠太阳”的传统认识，拓展了人们对生命基础的理解边界，揭示了深部地下生物圈的重要能量来源和生态多样性成因。
他们表示，在未来地外生命的探测任务中，需特别注意寻找断裂带附近的氧化和还原物质，这些可能是生命存在的重要条件。
一项最新研究显示，地震等地壳内部构造活动瞬间释放的化学能，可为地下微生物提供阳光的“替代燃料”。这一发现揭示了地球深部生态系统的重要能量来源，也有助于寻找火星、木卫二等星球上可能存在的“地下生命”。该研究由中国科学院广州地球化学研究所研究人员领衔完成，于7月19日发表于国际知名期刊《科学进展》（Science Advances）上。
在人类视线之外的黑暗深处，栖息着地球上95%的原核生物（约占地球总生物量的19%），这些生命究竟如何延续？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》（Science Advances）上的一项突破性研究显示，地壳断裂瞬间释放的化学能，竟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。
中国科学院广州地球化学研究所提供资料图。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、氮等生命必须元素之间流动，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737.2mol/m2，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。”
据研究人员介绍，在人类视线之外的黑暗深处，栖息着地球上95%的原核生物，它们约占地球总生物量的19%。这些生命无法获取光合作用合成的有机物，究竟如何获得能量来源，一直是学界的谜团。
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后发现，当岩石破裂产生新鲜表面时，断裂的化学键瞬间与水相遇，生成可观的氢气和过氧化氢，导致铁的氧化和还原循环，在这个过程中持续释放电子。这些电子进一步在碳、硫、氮等生命必须元素之间流动，形成看不见的“地下电网”，为微生物提供可直接取用的能量。
项目负责人、中国科学院广州地球化学研究所研究员朱建喜说：“地震等地壳内部构造活动，可以不断把机械能转换为化学能。”
中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所研究员何宏平介绍，这种能量机制甚至可能在火星古老断层或木卫二冰壳裂缝中发生，为可能的“地下生命”提供长期“电池”。
研究人员表示，这一重要发现挑战了“万物生长靠太阳”的传统认识，拓展了人们对生命基础的理解边界，揭示了深部地下生物圈的重要能量来源和生态多样性成因。
他们表示，在未来地外生命的探测任务中，需特别注意寻找断裂带附近的氧化和还原物质，这些可能是生命存在的重要条件。