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物历史学家在五公里地下开采数十亿年前原生生

时间:2019-10-14 09:10来源:关于科技
科学家在五公里地下发现数十亿年前微生物 加拿大发现30亿年前远古地下水 这种蛇纹岩能够自然产生氢气,在一定压力下,当水与橄榄石矿物质发生反应,岩石吸收水中氧原子转变橄榄

科学家在五公里地下发现数十亿年前微生物

加拿大发现30亿年前远古地下水

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这种蛇纹岩能够自然产生氢气,在一定压力下,当水与橄榄石矿物质发生反应,岩石吸收水中氧原子转变橄榄石为蛇纹石,复杂的龟裂结构为地下微生物种群提供栖息地。

北京时间5月17日消息,据国外媒体报道,英国和加拿大的一支研究小组5月16日宣布,他们在加拿大地下2000多米处发现远古地下水,距今近30亿年,说明可能在多细胞生物出现前已经存在。研究发现刊登在16日出版的《自然》杂志上。

据英国每日邮报报道,科学家对地球地下深层环境研究显示,地球生命可能起源于地下深处,而不是地球表面。

研究人员指出这可能是地球上最为古老的水,甚至有可能存在生命,因为水中发现大量允许生物在没有阳光情况下生存的化学物质。更令人感到兴奋的是,这些水所在的岩层与火星上发现的岩层类似,点燃了科学家的希望,认为有可能在火星地下深处发现类似的能够支持生命存在的水。

研究人员发现微生物在地下5公里处存活并繁殖,从而提供了地球生命35亿年前起源的重要线索。更引人注目的是这些地下隔绝的生命体建立了一个遗传基因相似性群体,尽管与大陆表面生物相分离。

研究过程中,曼彻斯特大学、兰开斯特大学、多伦多大学和麦克马斯特大学的科学家对这些远古地下水进行了分析。在安大略省地下7875英尺的一个矿,这些古老的水从钻孔涌出。多伦多大学的地球化学家巴布拉-谢伍德-罗拉尔表示:“它们就像是被深埋在地下的时间胶囊。通过对它们进行研究,我们能够了解27亿年前的大气层,了解形成宝贵矿床的流体。这是加拿大丰富矿石资源的基础。”

他们发现北美洲和欧洲大陆之下岩石结构中的微生物,非常类似于普林斯顿大学研究组在南非约翰内斯堡矿井深层岩石中的生物样本。同时,它们的DNA序列类似于北美洲西北部和日本海岸东北部岩石海床中的微生物。这暗示着微生物进化形成于一个共同祖先,当时正值地球生物起源时期。

岩层之间的地球化学反应意味着这些水中含有溶解的氢和甲烷,同时还含有氦、氖、氩和氙等惰性气体。在地球历史初期,它们就被困在地下。研究人员表示这些气体能够为微生物提供能量。它们可能在长达数十亿年时间里没有接触过阳光。研究领导人、曼彻斯特大学的克里斯-巴伦蒂纳指出:“对于那些希望了解微生物如何在与世隔绝环境下进化(整个生命起源问题的核心),生命的自给自足能力以及地球极端环境下和其他星球上的生命的研究人员来说,我们的发现无疑会引起他们的巨大兴趣。”

美国密歇根州大学的马特-施伦克(Matt Schrenk)博士称,尚不清楚南非、北美洲和日本等地区微生物之间的类似性。两年前,我们提出一项不成熟观点,微生物可能存在于地下岩石,或者以地下岩石为食物。此后进行了大量的研究来充实扩大该数据库。

借助于曼彻斯特大学研发的具有突破性的技术,研究人员证明这些水至少拥有15亿年历史,甚至有可能更长。它们的历史可追溯到周围结晶岩形成时期,据信拥有大约27亿年历史,大约相当于地球年龄的一半。在得出这一发现前,科学家只在岩石的微小气泡中发现年代如此久远的水。在加拿大地下矿发现的水流速接近每分钟2升。它的特征与在南非地下1.7英里的一个矿内发现的距今年代更近的水类似。南非地下矿发现的水支持生命存在。

这些地下微生物不是由太阳光线提供能量,而是从高温和高压环境下某种类型岩石产生氢和甲烷中的化学燃料获得能量。施伦克说:“很容易理解相隔海洋环境的鱼类和鸟类之间的差别,但令人费解的是在最大深度、压力和温度条件下,相隔16000公里不同区域的坚硬岩石缝中存在着接近一致的微生物。

兰开斯特大学的格雷格-霍兰德博士表示:“我们的加拿大同行正试图确定这些水中是否存在生命。我们可以确定的是,我们找到了行星创造一个对微生物友好的环境并保存数十亿年之久的一种方式。”火星上大部分地区的地形与地球的前寒武纪地盾类似,年代可追溯到数十亿年前的岩石拥有类似的矿物学特征。

最新研究与海洋湖泊形成生命的“原始汤”理论相驳,但在地下岩石中发现装满水的小裂缝,科学家认为,地下微生物具有医疗用途,地下微生物可幸存于120摄氏度高温和地表50倍压力的环境中,或许地球早期生命起源于地面以下。

罗拉尔指出:“加拿大地盾的远古水含有丰富的并且能够让微生物在没有阳光驱动的光合作用情况下将其用作能量的化学物质。这一发现说明古代岩层拥有支持生命存在的潜力,无论是地球还是火星地下3公里处都可能是这种情况。”加拿大地盾发现的水年代远远早于在南非地下矿发现的水,这个地下水系统与地面隔绝了数十亿年之久,而不是数千万年。

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罗拉尔表示:“我们的发现证明古代的流体可能仍从古代裂缝中涌出。科学家一度认为保存至今的古代流体仅限于困在岩层中的微小流体内含物。”就职于曼彻斯特大学地球、大气与环境科学学院的巴伦蒂纳指出:“我们的研究发现引发了人们有关火星生命的一系列令人异常兴奋的问题。我们在曼彻斯特大学研发的具有突破性的技术能够确定远古水的年代,同时也能提供一种方式,计算全球古代岩石系统产生甲烷气体的速度。此外,这些技术也可用于确定古代深层地下水的特征,寻找可以安全灌注二氧化碳的区域。”

负责大学和科学事务的英国大臣大卫-维勒斯特表示:“这是一项引人注目的开拓性研究,加深了我们对地球的了解。此外,这项研究还为碳捕获和存储项目研发了新技术。除了有助于发展经济和制造就业机会外,这些技术也能帮助保护我们的环境。”

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