馬裡亞納海溝的結構似乎正在以栩栩如生的過程轉換能量

研究太平洋馬裡亞納海溝深處熱液噴口的研究人員發現，微小的無機結構可以進行與生命相關的能量轉換。

關於地球上生命的起源有很多觀點，最受廣泛認可的觀點是它出現在地球附近。在過去數十億年的海洋中，提供了化學反應所需的能量，最終形成了第一個活生物體。

熱液噴口是海底的小裂縫，海水可以從中滲透。當它這樣做時，它被地球岩漿加熱並再次上升，現在含有它在下面吸收的溶解礦物質。當水再次冷卻時，這些礦物離子會沉積在通風口周圍的固體結構中，稱為沉澱物。

研究團隊仔細研究了一個特殊的蛇紋岩熱液噴口，它具有金屬氧化物、氫氧化物和碳酸鹽的複雜沉澱層。他們檢查了從水下 5,743 公尺（18,842 英尺）的 Shinkai Seep Field 採集的樣本，發現沉澱物的表面帶電，並且其電荷的大小和方向各不相同。

研究團隊結合光學顯微鏡和 X 射線觀察樣本，發現水鎂石晶體排列成微小的奈米柱，作為小通風口，產生類似於生命如何利用滲透能轉換的機制。

“出乎意料的是，我們發現滲透能轉換是現代植物、動物和微生物生命中的重要功能，可以在地質環境中以非生物方式發生，”日本理化學研究所永續資源科學中心 (CSRS) 的 Ryuhei Nakamura 在報告中表示陳述。

研究小組在研究中解釋說：“細胞通過跨膜選擇性離子傳輸從離子梯度中獲取能量，同樣的原理最近也被用於從海洋-河流界面的鹽度梯度產生滲透發電。” “這些離子梯度轉換的共同點是它們需要複雜的奈米級結構。”

在熱液噴口中，這些奈米級結構似乎以類似的方式發揮作用。

“在深海熱液噴口發現的離子通道的自發形成對地球及其他地方的生命起源有直接影響，”中村補充道。 “特別是，我們的研究表明，現代生活中的重要功能滲透能轉換如何在地質環境中以非生物方式發生。”

這項研究以及對熱液噴口的進一步研究可以幫助實現一種被稱為「藍色能量收集」的過程，該過程利用海水和河水之間的鹽度梯度來產生能量。但更重要的是，它可以幫助我們弄清楚生命是如何從其先前的物理過程中產生的。

該研究發表於自然通訊。