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海底微生物依靠辐照海水产生的化学物质生活

辐照海水 放射性同位素
发布:2021-03-01 14:40:29    

生活在海底沉积物中的生命形式是从辐照海水产生的化学物质中获取能量的。尽管这听起来很像哥斯拉的背景故事,但是在这种情况下,辐射早就出现了,人们一直想在太平洋上测试核武器。这一发现可能极大地拓宽了我们寻找外星生命的地方。

地球上的大多数生命都直接或间接地从阳光中获取能量-通过光合作用,吃光合作用的食物或吃能吃的东西……您就明白了。在没有阳光的地方,生活有时仍会找到一条路,例如以海底热液喷口周围的大量热量和分子为食。最近,我们了解到海床下方数英里处的岩石中生活异常丰富。

哥德堡大学的贾斯汀·索瓦奇(Justine Sauvage)博士在钻探海洋底部的泥浆时发现,氢是非常接近地表微生物的主要能源。先前的发现涉及几公里远的岩石。这出乎意料的部分是,我们知道大量的海洋生物会落入海底并在那里被消耗–预计到更远的地方,任何生命形式都将生活在水柱中的有机残骸上,而不是完全依赖于某种东西不同的。

相反,Sauvage及其合作者在《自然通讯》中报告说,沉积居民从氢和氧化剂分子获取大部分能量。当放射性同位素(例如铀和钍)释放的α和γ粒子破坏水的分子键时,这些分子就会形成。


 
Justine Sauvage博士测试了来自海洋底部的沉积物核心中溶解氧的浓度。图片来源:Justine Sauvage

罗德岛大学(University of Rhode Island)的合著者史蒂文·丹霍恩特(Steven D'Hondt)教授在一份声明中 说,辐射产生的氢分子出奇地丰富。“海洋沉积物实际上放大了这些有用化学物质的产生。如果在纯净水和湿沉积物中进行相同量的辐射,则从湿沉积物中会得到更多的氢。这些沉积物使氢的产生更加有效。 ”

通过对深海不同地点收集的沉积物进行辐照,并将其与海水和蒸馏水进行比较,Sauvage发现,与纯净水相比,相同量的辐射可以释放出多达27倍的氢。该小组仍在努力解释原因,但他们认为沉积物中的矿物质会增强水分解活性。如果属实,这对于致力于寻找更好的水电解催化剂的科学家来说可能会非常有趣,这是一个探索,如果成功的话将引发一场清洁能源革命。

不管该作品是否具有工业应用,天文生物学家当然都需要注意。“这项工作为地下微生物群落可用来维持自身生存的资源的可用性提供了重要的新观点,” Sauvage说。“这对于理解地球上的生命并限制其他行星体的可居住性至关重要。”

目前,火星正在我们的脑海中,但是这项工作对于像欧罗巴这样的地方可能同样重要,这表明其广阔的全球海洋底部是一种能源。

但是,它仍然不是丰富的能源。作者发现,从上方降下的能量是氢的50-100倍。但是,随着大多数有机物质在海床的顶部几厘米处被消耗,下面的区域依赖于更多的外来能源。

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