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多达 150-230 亿公吨的地底生命碳质量 ——数百倍于人类

通过探索“地底深处的加拉帕戈斯群岛”,“深碳观测计划” (DCO) 的科学家们为您揭示 地球最原始的生态系统已知、未知和不可知的方方面面

Deep Carbon Observatory

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IMAGE: A nematode (eukaryote) in a biofilm of microorganisms. This unidentified nematode (Poikilolaimus sp.) from Kopanang gold mine in South Africa, lives 1.4 km below the surface. view more 

Credit: Gaetan Borgonie, Extreme Life Isyensya, Belgium

细菌、古生菌和其他微生物 – 有些处于僵尸状态– 甚至 在人类已知的地底最深处都能找到,它们比地表生命更加不可思议

——地球上有 70% 的细菌和古生菌生活在地下世界

地底生命告诉我们,其他行星的地表之下可能同样存在微生物

为了揭示地球最核心的秘密,科学家们启动了一项长达十年的国际合作研究,并在研究工作接近尾声之时宣称:地底深处的碳质量绝大部分由几乎没有生命迹象的“僵尸”细菌和其他生命形态构成——是全人类碳质量的 245 至 385 倍。

在美国地球物理联合会年会召开前夕,“深碳观测计划”的科学家今天宣称他们有了几项革命性的发现,包括在压力、温度、能量和滋养条件都恶劣到极点的地底深处究竟有多少生命存在,又是些什么类型的生命。

科学家们不仅在海底往下钻探了 2500 米,也从深达 5000 多米的陆地矿井中采集了微生物的样本,并以此建立起地底深处生态系统的模型。

利用陆地和海底深处数百个观测点的数据,科学家们估计深处生物圈的规模高达 20-23 亿立方千米(几乎是四大洋总容积的两倍),相应的碳质量有150-230公吨(每立方千米平均有至少 7.5 公吨)。

他们的工作还可以帮助判断出哪些类型的外星环境有可能存在生命。

他们的诸多重大发现和研究成果如下:

我们可以把深处生物圈构成的世界看作是“地下的加拉帕戈斯群岛”,其生命形态主要分为三大类:细菌、古生菌(细胞核未被膜包裹的微生物)和真核生物(其细胞具有有细以及膜包裹的细胞器的微生物或多细胞生物)

细菌和古生菌这两种微生物是地底深处的主宰者。其种类多达数百万种,绝大部分尚不为人所知,或还未被定性。。这些被称为微生物世界“暗物质”的生命体极大地丰富了我们对生命之树的认知。深处生命研究领域的科学家们表示,地球上有 70% 的细菌和古生菌生活在地下世界

地下深处的微生物跟其地表上的近亲很不一样,其生命周期为近地质时间尺度,,而且在某些情况下仅仅依靠岩石作为能量来源。

同时,地下生命的遗传多样性也跟地表生命相当,甚至还更多。

不同环境下的地下微生物群落相互之间差异很大,有些种类(甚至种群)在这颗行星上无处不在。

微生物群落的数量跟发现有细胞存在的海洋沉积物的年份有关,就是说年份越早的沉积物,其食物能量随着时间的推移而下降,也就导致微生物群落的减少。 地球生命在温度、压力和能量来源等方面的绝对极限在哪里,我们仍旧无从得知,但相关记录不断被新的发现打破。地球自然环境中生存温度最高的生物被称为Geogemma barossii,这是一种在海底的热泉中生存的单细胞生物。它的细胞极小,能在摄氏 121 度(比沸水还高 21 度)的高温下生存和繁殖。微生物存活的极限温度是 122°C,这个记录是在实验室里实现的(相比之下,地表温度记录最高的地方是伊朗一处荒无人烟的沙漠,温度高达 71°C,足以烤熟牛排)。

根据记录,陆地存在生命迹象的极限深度大概是地下 5000 米;海洋则是海平面以下 10.5 公里,这个深度的海水压力极大;举例说明,海下 4000 米深处的压力差不多是海平面的 400 倍。

科学家们对人类活动给地下生命造成的影响有了更深入的理解(比如断裂的页岩、碳捕捉和碳保存)

DCO “深处生命研究组”联合组长,来自伍兹荷海洋生物实验室的 Mitch Sogin 对来自 34 个国家的 300 多名科研人员说:“探索地底深处就跟探索亚马逊雨林一样。生命无处不在,丰富多样,不同寻常,令人惊叹。”

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