
生命在我們星球的外觀上遍及整個地球,甚至陷入了無光的海洋深度。但是,生命能夠破解地下多遠呢?
新的研究提供了細菌在地下12英里(19公里)深處的細菌證據 - 可能是有史以來最深的生活。學習生物學的陸地極限,儘管本身重要,但對於理解至關重要生活在其他星球上的崛起在地球的氣候和表麵條件下,寬容的氣候和表面狀況要少得多。
耶魯大學地質與地球物理學的本科生菲利帕·斯托達德(Philippa Stoddard)說:“大多數研究報告說,地殼中的微生物壽命比幾公里深,只有一英里左右。” “假設我們的數據是正確的,這大大擴展了我們對地球生物圈程度的理解。” [地球上的極端生活:8個奇異生物這是給出的
斯托達德(Stoddard)於10月在不列顛哥倫比亞省溫哥華舉行的美國地質學會年度會議上介紹了這項研究。
斯托達德(Stoddard)和她的耶魯大學同事在近兩個十年曆史的實地工作的線索上,檢查了華盛頓西北部洛佩茲島(Lopez Island)的岩石。發現那裡包含礦物礦物的靜脈的露頭,被地質過程挖到了數百萬年前的表面評分,其中包含奇怪的高水平的輕量級版本元素碳。該碳簽名通常是由排泄含碳化合物甲烷的微生物產生的。
最有可能的解釋是,生命形式曾經埋葬在地殼深處,改變了古老的碳簽名。這些微生物是如此遙遠的地下,他們將不得不承受極端的溫度和壓力,這是對生活穩健性的戲劇性證明,可以很好地表現出在不可分割的環境中佔據的能力。
斯托達德說:“我認為像我們這樣的結果對其他行星的生命可能性非常令人鼓舞。” “我們對自己星球上極端環境的了解越多,我們就越意識到生活的韌性。”
幾乎被遺忘了
這一令人震驚的發現最初在1990年代出現。 JG Feehan的實地調查是他1997年與耶魯大學教授馬克·布蘭登(Mark T.
費漢(Feehan)當時建議簽名是超深生活的指紋。然而,他的重點是託有岩石靜脈的岩石的地球物理學。所以地下生活從那以後,假設薩特,未飽和。
斯托達德(Stoddard)和布蘭登(Brandon)以及耶魯大學教授丹尼·萊伊(Danny Rye)決定拿起這一線索。他們最近回到了華盛頓州的現場。
斯托達德解釋說:“布蘭登教授和我回到了洛佩茲島上的露頭,在那里費漢進行了他的同位素測量,以查看我們是否可以證實他的數據,並更徹底地探索了深層生活的建議。” [地球上最艱難的環境這是給出的
細長的豐度
具體而言,正如Feehan所做的那樣,Stoddard查看了兩個碳同位素的比率,或包含不同數量中子的元素的版本。所討論的同位素是碳12和碳-13或C-12和C-13。前者構成了地球上絕大多數碳。它的原子核中有六個質子和六個中子。 C-13具有額外的第七個中子。
生活改變了C-12與C-13的典型比率,因為大多數生化過程- 攝取,成長等 - 將同位素分為更輕,更重的營地。實際上,這種工作的方式非常簡單。低數量的同位素具有較少的質量,比較高的同位素更輕。像空的紙板箱一樣,較輕的物體當然比具有相同尺寸的保險箱更容易移動。同樣,較輕的同位素在能量和分子相互作用的驅動下,在利利普特尺度上的生物物質推動中,更輕鬆的時間。
Stoddard說:“因為碳12是較輕的同位素,因此比碳13更熱力學地移動。” “它實際上可以移動更快。”
甲烷是微生物的常見廢物,其中包含一個碳原子和四個氫原子。當微生物消耗富含碳的分子和排泄物時甲烷,與含C-13的甲烷相比,含有更輕,更快的同位素C-12的廢物甲烷更容易回到環境。例如,一種碳同位素與另一種碳同位素的典型比率最終偏向岩石,例如,如洛佩茲島(Lopez Island)的岩石島。
斯托達德說:“微生物產生的甲烷的重量比標準比少得多。”
斯托達德指出,一些非生物過程也可以分離碳同位素,但它們往往不會有效地做到。
下面的土地
聖胡安群島(包括洛佩茲島(包括洛佩茲島),這是一個引人入勝的馬拉貢人的所在地 - 大約在1億年前就變成了島嶼,回到恐龍的鼎盛時期。在此之前,這些海底岩石位於現在的溫哥華島附近俯衝在附近的岩石塊下,這種地質過程經常發生在構造板塊在海洋和大陸邊界相遇的地方。
埋在地球的腸子裡,壓力和熱量變成了黑暗的玄武岩岩石,形成了稀薄的,淺色的靜脈。隨著時間的流逝,現場的微生物隨後通過在這種黑色,熱,擠壓的環境中的甲烷氣體排泄,緩慢地改變了這一後岩中的碳特徵。
被微生物捕獲的地下水可以進一步使他們在這樣的地方生存。溫度可能會超過250度華氏度(121攝氏度) - 即使是生命中最艱難的仍然運作的已知臨界值(在溫泉)。
這些微生物將如何倖存?違反直覺,在英里深處的棲息地中極高的壓力 - 在5,000倍的鄰居中地球的氣氛在海平面 - 可能會有所幫助。高壓實際上可以穩定生物分子,例如DNA,抵消熱的破壞作用。
今天,類似的情況仍然可以持續到全球各地,這意味著地球的生物圈可能會延伸許多英里為地球的表面。
斯托達德說:“在過去的幾十年中,我們已經看到生活可以在生態系統的令人難以置信的多樣性中生存,即使是在深海通風口和冰川冰中也可以生存。” “如果深層地球在1億年前的專業微生物中可以生存,那麼今天相同的策略仍然可以正常工作。” [畫廊:深海通風口的生物這是給出的
地下避難所
一種類似的方法可以使外星生命在世界的荒涼表面下得到火星。
儘管生活深處的一些明顯的缺點,但在這種情況下持續發展的微生物將在試圖在敵對環境中佔據地面上的地面上有優勢。
再次以火星為例。它的表面被地球表面的宇宙輻射增加了數百倍。火星缺乏屏蔽磁場,因此在其表面發展的生命將大大更大地暴露於破壞輻射。在表面深處,這種風險會降低,以及其他風險,例如燙傷或凍結溫度。
斯托達德說:“地下環境可能是外星生命的有利位置,因為它們更避免了宇宙輻射(例如宇宙輻射)的有害表麵條件並與極端的表面溫度隔離。” “當我們探索其他行星時,這絕對是我們應該牢記的。”
Stoddard及其同事打算進一步研究漫長的Lopez Island Rocks,以了解有關生活如何以及是否確實將它們召集回家的更多信息。
斯托達德說:“儘管我們的同位素數據強烈暗示著深厚的生活,但我們仍然有很多關於這種環境可能影響我們結論的事情。” “我們希望能夠在接下來的幾個月內構建一個非常詳細的肖像。”
這個故事由天文學雜誌,由網絡的出版物由NASA天體生物學計劃。
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