无阳光的生命？地震裂隙为深层地下微生物提供养分

中国科学家近日颠覆了"万物生长靠太阳"的传统认知。发表于《科学进展》的研究首次阐明：地壳断裂带活动通过驱动水岩化学反应，可为地下深部微生物提供能量来源。这项研究为理解地球深部生命活动提供了关键依据。

该研究由中国科学院院士、中科院广州地球化学研究所何宏平研究员与朱建喜研究员团队共同完成。

由于缺乏阳光和有机物，地球深部长期被认为不适宜生命存活。但近年研究发现，地下深部存在着规模庞大、高度活跃的微生物群落。这些微生物通过水岩相互作用中的非生物氧化还原反应获取能量。氢气（H2）是其主要能量来源，氧化剂也是代谢活动必需物质，但其来源机制此前尚未明确。

通过模拟地壳断裂活动，研究团队发现岩石破裂过程中产生的自由基可分解水分子，同时产生氢气和过氧化氢（H2O2）等氧化剂。这些物质在断裂系统内形成独特的氧化还原梯度，并能与地下水及岩石中的铁（Fe）发生反应——根据局部氧化还原条件，将二价铁（Fe²⁺）氧化为三价铁（Fe³⁺）或将三价铁（Fe³⁺）还原为二价铁（Fe²⁺）。

在微生物富集的断裂带中，地震相关断裂活动驱动的氢气产量比其他已知途径（如蛇纹石化反应和辐射分解）高出10万倍。研究证实，该过程有效驱动着铁的氧化还原循环，进而影响碳、氮、硫等元素的地球化学过程，维持着深部生物圈的微生物代谢活动。

这项研究为揭示地球深部生物圈的能量来源与生态多样性提供了新视角。何宏平与朱建喜指出，类地行星的断裂系统可能为地外生命提供宜居环境，这为寻找外星生命开辟了新途径。

研究获得国家杰出青年科学基金、中科院战略性先导科技专项等项目的资助。