想知道地心附近都有什麼嗎？

這一蛇紋石樣本采自水下泥火山，其中竟然含有有機物質，而這些有機物很可能就是海床下方深處微生物的「排泄物」。

供圖：OLIVER PLüMPER, UTRECHT UNIVERSITY

大約40億年前，地球上的生命可沒有今天這麼滋潤。小行星撞擊事件頻繁上演，致使部分地表淪為熔岩。食物和生存空間都極為有限。那麼微生物究竟是如何在這樣的環境下熬過來的呢？

一些原始生命選擇藏匿於地底深處來續命，海床下方近10公里的地方就是個不錯的選擇。

據最新研究報道，有跡象表明如今的馬里亞納海溝地底深處仍生存著某些微生物。

太平洋地殼板塊的部分邊緣在菲律賓海板塊下方滑動，形成一條俯衝帶，而馬里亞納海溝正屬於這條俯衝帶。其周圍的海床上散落著大大小小的深海熱泉和泥火山，把地底深處的物質噴發出來。

一架遠程遙控潛水器準備從某個深海熱泉處採集樣本。

攝影：SCHMIDT OCEAN INSTITUTE

近日發表在《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）的一篇論文表明，研究人員採集了南查莫羅海底山（South Chamorro seamount）的礦物泥，該泥火山位於馬里亞納海溝附近，整片區域下方是一條活動頻繁的俯衝帶。雖然研究團隊並未找到完整的微生物樣本，但卻發現了有機物質的痕迹，暗示著在如此極端的環境中仍可能有生命存活。

「如果一切屬實，這將是地球上極為重要的地底生物圈。」研究團隊的負責人、荷蘭烏得勒支大學的研究員Oliver Plümper介紹道，「我們不清楚該生物圈的規模大小，但這絕對是人類尚未掌握的領域。」

由於俯衝帶的溫度相對較低，生命確實有可能在如此深的地底存在。Plümper推測，這片海床下方10公里處尚未達到已知的生命極限溫度，也就是121攝氏度。

海床沉積物中近5公里深處的微生物，是地球上已知最深的生命痕迹，或許該記錄將就此終結。

Matthew Schrenk是密歇根州立大學的地球生物學家，其研究方向是生存在蛇紋石中的微生物生態系統，他認為：「這篇論文有助於拓展未來生命的適應能力，例如保證某些生命體在如此深的環境中存活。所以搞清該生物圈所處的深度極限很有必要，具有非常可觀的應用價值。」

礦物質之謎

Plümper的團隊對蛇紋石中發現的有機物質進行了檢測，這種蛇紋石是由上地幔中的橄欖石與俯衝帶中向上抬升的水反應而成。該反應過程所產生的氫和甲烷正是微生物賴以生存的食物。

該過程被稱作蛇紋石化作用，除了海底熱液噴口，還有很多地方都可能發生這種反應，為微生物提供棲息場所。

蛇紋石是由上地幔中的橄欖石與水反應而成的一類礦物質。

攝影：DE AGOSTINI PICTURE LIBRARY, DE AGOSTINI, GETTY IMAGES

目前該團隊認為，他們或在破紀錄的深度發現了噬氣微生物的「排泄物」。實驗數據顯示，泥火山樣本中的烴類和脂類物質與某些細菌的排泄物非常相似。同時，該團隊也表示，一切都尚未定論。

來自伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institute）、主攻蛇紋石化作用的研究員Frieder Klein也表達了自己的看法：「這些有機分子確實暗示著有生命存在，但正如作者所言，以此作為證據尚欠火候。」

除了有機物質的來源，研究團隊在其他方面也有所進展：該礦物質在碳酸鹽檢測中呈現陰性，而這類碳酸鹽通常是由附近的海水與俯衝帶中的水接觸後促成的。

Klein認為該論文的發現具有重要價值，但需要注意的是，這些有機物質可能還有其他來源，例如地殼本身。

產生這些有機物質並不一定需要生物參與其中，就如同人類製備合成油和燃料一樣，有機物質的產生就是這種過程的「自然版本」。但是研究團隊還表示，即便情況真的如此，這仍然是令人驚喜的發現。

Plümper解釋道：「因為這足以說明，地質作用可以創造複雜的有機分子。而且人們普遍認為，產出這些蛇紋石的泥火山早在地球生命起源時就已經存在了。」

探尋外星球的地底生命？

早在上世紀60年代，科學家就在探尋蛇紋石化作用。但是他們的注意力主要集中在各大陸板塊撞擊處、板塊熔融態的邊緣、深海熱泉以及曾是深海岩體和古老海床的大山中。

蛇紋石化作用是地球上的一種普遍現象，如果它能促成極端生命形態的形成，那麼我們就有可能藉此在其他星球上找到生命。

Klein認為：「我們在地球上研究的這一過程，與太陽系其他星球可能發生的過程有異曲同工之妙。」

兩個潛在目標是木衛二和土衛二。它們的表面都覆蓋著冰層，但科學家認為其下方可能蘊藏著廣袤深邃的鹹水海洋。

有跡象表明，土衛二可能具有構造活動性，這正是Plümper及其團隊研究的俯衝帶的形成必要條件，但該構造活動性尚未得到確認。

Plümper補充表示：「對於岩態行星來說，橄欖石存在的地方就有可能發生蛇紋石化作用。在缺乏光合作用的地方，蛇紋石化作用很可能有助於維持生命的延續。」

一方面，包括Plümper在內的科學家在地球上研究這些微生物時，不得不面臨一大難題，那就是我們尚且無法抵達可能存在生命的地底深處，因此科學家只能根據采自間歇泉、岩石以及地底的樣本進行猜測。

Plümper把他們在海底下方深處採集的樣本比喻成「瓶中信」，「我們已經找到了這個『瓶子』，就等著打開它看看能否知道點什麼。」

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