廣州科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)登上科學(xué)進展地震釋放能量滋養(yǎng)地下生命

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2025-07-22 08:14:59 廣州日報

在人類視線之外的黑暗深處，棲息著地球上95%的原核生物，這些生命如何延續(xù)一直是個謎。中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所的一項研究顯示，地殼斷裂瞬間釋放的化學(xué)能可以為地下微生物提供陽光的“替代燃料”。這一發(fā)現(xiàn)不僅改寫了地球深部生態(tài)系統(tǒng)的能量劇本，也為火星、歐羅巴等星球的“暗生命”設(shè)想提供了現(xiàn)實藍本。

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研究團隊通過“壓裂-反應(yīng)”實驗平臺，模擬地下數(shù)公里內(nèi)的斷裂活動。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，生成大量氫氣和過氧化氫。項目負責(zé)人朱建喜研究員表示，地震等構(gòu)造活動就像一臺發(fā)動機，不斷將機械能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。這種過程中產(chǎn)生的氫氣量比已知的蛇紋石化或輻射裂解過程高出至少10萬倍。

更關(guān)鍵的是，氫自由基與過氧化氫耦合驅(qū)動了鐵的氧化-還原循環(huán)。鐵原子在兩種狀態(tài)之間反復(fù)“循環(huán)”，持續(xù)釋放電子。這些電子進一步在碳、硫、氮等生命必需元素之間流動，形成看不見的“地下電網(wǎng)”，為微生物提供可直接取用的能量。吳逍特別研究助理和林莽研究員指出，這些微生物不需要光合作用，只需沿著電子梯度“充電”即可生存。

計算表明，地震每年在斷裂面上產(chǎn)生的氫氣通量可達到737.2 mol/m2，這些能量遠遠超過微生物群落生存的需要，生命可以迅速繁殖生長。何宏平院士認為，這種能量機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“暗生命”提供長期“電池”。在未來地外生命探測的任務(wù)中，需特別注意尋找斷裂帶附近的氧化還原信號，這些可能是生命的標志。

美國國家科學(xué)院院士Norm Sleep評論稱，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。研究團隊將繼續(xù)與加拿大Kurt OKonhauser和Barbara Sherwood Lollar教授合作，開展更多巖石產(chǎn)生氫氣的過程研究，進一步驗證這一無光生命模型的普適性。

(責(zé)任編輯：zx0176)

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