出品︱网易科学人栏目组 王真
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对于生命来说，在40亿年前的新生地球上生存非常艰难。
频繁的小行星撞击将地球上许多地方变成熔岩区，食物和宜居空间也都很少。
那么，微生物是如何存活下来的呢？有些早期生命可能在深海中生存，甚至生活在海底9656米的地方。最新研究显示，在地球上最深的马里亚纳海沟（Mariana Trench）中，同样存在着微生物生活的迹象。
海洋的平均深度只有3540米，你必须再下潜6000多米才能到达马里亚纳海沟，它是水下世界是已知地球上最深的地方。今天，科学家们发现，这个神秘海沟也可以讲述地球上最早生命形态的生存故事。（网易科学人）这条海沟位于太平洋板块滑入菲律宾板块下的俯冲带中，周围海底布满了热液喷口和泥火山，它们不断喷出地球深处的各种“原料”。
图：遥控水下探测器准备从深海热液喷口处采集样本
美国《国家科学院学报》刊发的最新研究显示，研究人员从南查莫罗海山（South Chamorro）采集到富含矿物质的泥浆。南查莫罗海山是一座泥火山，位于马里亚纳海沟附近。尽管研究人员没有找到完（网易科学人）整的微生物，但他们发现许多有机物的痕迹，这或许是生命在最极端环境中生存的证据。项目领导者、荷兰乌德勒支大学研究员奥利弗·普卢莫（Oliver Plümper）表示：“这表明，我们的地球深处还有一个庞大的生物圈。”
由于俯冲带的温度相对较低，生命或许能在地表以下如此深的地方生存下来。因为岩浆不会触及到下沉的地壳，直到其到达地幔的更低点。为此，普卢莫推测，已知生命能够忍受的极限温度（121摄氏度），至少要到海底9656米的地方才会出现。为此，这里可能是地球上的微生物生活的地下最深处，目前在海底发现的微生物沉积物在地下4848米深。
美国密歇根州立大学地质生物学家马修·施伦克（Matthew Schrenk）说：“我认为普卢莫等人的研究主要集中于生命如何在地球最深的环境中维持生存。（网易科学人）如果我们寻找生物圈的极限，它可帮助向下扩展很多。”
普卢莫的团队研究了蛇纹石中发现的有机材料。蛇纹石是上地幔中的橄榄石与俯冲带上推的水互相作用形成的矿物，这种结合可产生氢和甲烷气体，微生物可以它们为食物。这个过程被称为蛇纹石化作用（serpentinization），可为各处的微生物创造适合生存的栖息地，包括海底热液喷口。
图：蛇纹石是上地幔中的橄榄石与水作用后形成的矿物
现在，普卢莫的团队认为，他们已经在更深的领域找到了以甲烷或氢等气体微能量的微生物产生的废物。实验室测试显示，泥火山中采集的碳氢化合物和脂类与其他细菌产生的废物非常相似。但是研究团队承认，他们还没有得出确切结论。伍兹霍尔海洋研究所研究员弗里德·克莱因（Frieder Klein）说：“这些有机分子肯定与生命有关，但是这些生命的起源依然不清楚。”
在研究过程中，有机物的外部起源非常值得关注。（网易科学人）克莱因称普卢莫等人的发现“非常了不起”，但他指出，有机材料也可能来自其他源头，比如地壳本身。此外，这些有机材料也可能是在没有生物帮助的情况下产生的，就像人类制造合成油和燃料的自然过程。可是，研究人员认为这种替代可能性依然令人感到兴奋。普卢莫说：“这本身就令人感到惊奇！”他说，当地球上诞生生命时，泥火山就已经存在。而我们知道，地质过程可以产生复杂的有机分子。
图：从深海泥火山中采集的蛇纹石样本里包含有机材料，似乎是深海微生物排放的废物
当科学家们在20世纪60年代开始寻找蛇纹石化作用时，他们发现它们无处不在，比如大陆板块碰撞的地方，板块形成的熔岩边缘地区，热液喷口，甚至是深海岩石和古代海底的山脉中。鉴于蛇纹石化作用在地球上十分常见，并且可能支持极端生命形式，它们已经引发其他寻找生命迹象的行业关注。
克莱因说：“我们在地球上研究的蛇纹石化作用可能与太阳系中其他地方正在发生的过程有直接关系。”最值得关注的两个地方就是木卫二和土卫二，它们都被冰层覆盖，但被认为表面以下深处可能存在稀薄的液态海洋。土卫二也显示出构造活动的某些迹象，那可能创造出普卢莫及其团队正在研究的俯冲带，（网易科学人）尽管这种推测还未被证实。普卢莫说：“无论岩石行星上哪里存在橄榄石，蛇纹石化作用都可能发生。在缺少光合作用的情况下，它可能提供某些材料支持生命生存。”
然而，天体生物学家们认为，前往其他星球寻找深海微生物生命时，（网易科学人）可能遇到普卢莫等人在地球上遇到的同样挑战，即无法到达生命可能存在的深度。科学家们必须通过地下深处涌现出的间歇泉、岩石或其他样本进行相关研究。普卢莫说：“我认为这些样本就像瓶子里的消息。我们已经找到消息的容器，我们正在打开它，并尝试找出里面到底藏着什么秘密。”
本文来源：网易科学人
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