中国科学家发现了一种供给深部地球微生物的强大能源：地震期间岩石破裂产生的氢气和氧化剂。这一过程也可能暗示了生命如何在缺乏阳光的其他行星上生存。
中国研究人员最近挑战了“万物生长靠太阳”这一长期以来的观念。在发表在《科学进展》的一项研究中，研究人员揭示了深部地下区域的微生物如何从地壳断裂驱动的化学反应中获取能量，为地球深部生命提供了关键见解。
该研究由中国科学院院士何宏平教授和中国科学院广州地球化学研究所的朱建喜教授共同领导。
由于缺乏阳光和有机质，深部地下长期以来被认为不适合生命生存，但近年来发现那里存在着一个大规模、高度活跃且充满多样化微生物的生物圈。这些微生物从水岩相互作用期间的非生物氧化还原反应中获取能量。氢气（H2）是它们的主要能量来源，氧化剂对于代谢活动也必不可少，但其来源此前尚不明确。
为了解开这一谜团，研究团队模拟了地壳断裂活动，发现岩石破裂过程中产生的自由基可以分解水，生成氢气和过氧化氢（H2O2）等氧化剂。这些物质在裂隙系统中形成了明显的氧化还原梯度，可进一步与地下水和岩石中的铁发生反应——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⁺）。
在富含微生物的裂隙中，由地震相关断裂驱动的产氢量被发现比蛇纹石化作用和辐射分解等其他已知途径高出达10万倍。团队证明，这一过程有效地驱动了铁的氧化还原循环，进而影响碳、氮、硫等元素的地球化学过程——从而维持深部生物圈中的微生物代谢。
这项研究为深部地下生物圈的能量来源和生态多样性提供了新见解。何宏平教授和朱建喜教授还指出，其他类地行星上的裂隙系统可能为地外生命提供宜居条件，为寻找地球以外的生命提供了新途径。
该研究得到了国家杰出青年科学基金、中国科学院战略性先导科技专项等项目的资助。