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地球深處的生命總質量為150億至230億噸碳,是人類的數百倍。

  • 由 青風探索科技 發表于 垂釣
  • 2021-12-25
簡介在美國地球物理聯合會年會前夕,深碳觀測站的科學家們今天報告了幾項革命性的發現,包括在壓力、溫度和低養分供應的極端條件下,深海地下存在著多少生命和種類

橫向擴散是什麼意思

地球深處的生命總質量為150億至230億噸碳,是人類的數百倍。

真核生物

微生物生物膜中的一種線蟲(真核生物)。這種未識別的線蟲(Poikilolaimus sp.)從南非Kopanang金礦出發,住在地表以下1.4公里處。

科學家們表示,勉強生存的“殭屍”細菌和其他形式的生命構成了地球地下深處的大量碳-比地表上所有人類的碳質量高出245至385倍,這是為探索地球最內部秘密而進行的10年國際合作的接近尾聲。

在美國地球物理聯合會年會前夕,深碳觀測站的科學家們今天報告了幾項革命性的發現,包括在壓力、溫度和低養分供應的極端條件下,深海地下存在著多少生命和種類。

科學家們在海底鑽2。5公里,從5公里深的大陸礦和鑽孔取樣微生物,利用這些結果建立了地球深處生態系統的模型。

透過對大陸和海洋下面數百個地點的深入瞭解,它們已接近深層生物圈的大小-約為20億至23億立方千米(幾乎是所有海洋體積的兩倍)。以及深層生命的碳質量:150億至230億噸(平均每立方米地下至少有7。5噸碳)。

這項工作還有助於確定可能支援生命的外星環境型別。

在許多關鍵的發現和見解中:

深層生物圈構成了一個可以被看作是一種“地下加拉帕戈斯”的世界,包括所有三個生命領域的成員:細菌和古細菌(沒有膜結合核的微生物),以及含有細胞核和膜結合細胞器的微生物或多細胞生物)。

有兩種微生物-細菌和古細菌-主宰著地球深處。其中有數以百萬計的不同型別,大多數尚未被發現或特徵化。這種所謂的微生物“暗物質”極大地擴充套件了我們對生命之樹的看法。深海科學家說,地球上大約70%的細菌和古細菌生活在地下

深層微生物通常與它們的表親非常不同,它們的生命週期是在近地質的時間尺度上進行的,在某些情況下,它們僅僅依靠岩石的能量來吃飯。

地表面下的生命遺傳多樣性或超過地表面以上的。

微生物群落豐富度與發現細胞的海洋沉積物的年代有關-表明在較老的沉積物中,食物能量隨著時間的推移減少了微生物群落

地球上的生命在溫度、壓力和能量來源方面的極限環境中還有待發現。記錄不斷被打破。地球上最熱的有機體是地球上最熱的生物之一,是一種在海底熱液噴口中繁殖的單細胞生物。。它的細胞是微小的微球,在121攝氏度(比水的沸點高21度)下生長和繁殖。微生物的生存溫度可達122攝氏度,這是實驗室培養的最高紀錄(相比之下,在無人居住的伊朗沙漠中,地球表面最熱的地方是71攝氏度-烤熟的牛排的溫度)。

在大陸下發現生命的最深記錄深度約為5公里;海洋水域的記錄距離海洋表面10。5公里,是極端壓力的深度;例如,在4000米深處,壓力約為海平面的400倍。

科學家們更好地理解了人類操縱的地下位置對生命定位影響(例如壓裂頁岩、碳捕獲和儲存)對生命的影響。

DNA測序的準確性不斷提高,成本不斷下降,再加上深海鑽探技術的突破(日本的科學船“奇庫尤號”(Chikyu)首創,旨在最終在地球上一些地震最活躍的地區鑽深海底),使得研究人員有可能對深海生物圈的組成進行第一次詳細研究。

使用可保持壓力以保持微生物生命的取樣裝置(沒有人認為會給人類健康帶來任何威脅或益處)。

地球深處的生命總質量為150億至230億噸碳,是人類的數百倍。

假絲酵母(CandidatusDesulforudisaudaxviator)是一種以氫為生存物質的細菌。科學家們發現,它生活在南非約翰內斯堡附近一座礦的地下2.8公里處一處充滿流體和氣體的裂縫中。該屬名為Desulforudis,來自拉丁文,意思是“來自硫磺”和“棒”,指出它的形狀和從硫酸鹽中獲取能量的能力。那考察機呢?從儒勒·凡爾納(Jules Verne)的“到地球中心的旅程”(The Center To The Center Of The Earth),以及由凡爾納的主人公萊登布羅克教授(Ldenbrock)用拉丁文解讀的一條資訊:“下降,大膽的旅行者,到達地球中心。

例如,為了估算地球地下深層生命的總質量,科學家收集了來自全球各地的細胞濃度和微生物多樣性的資料。

地下科學家將一系列考慮因素考慮在內,包括全球熱流、地表溫度、深度和巖性-每個地點岩石的物理特徵-估計大陸深處存在2至6×10^29個細胞。

加上對海洋地下生命的估計,全球深海生物量約為1(150億至230億噸)碳。

探索地下深處到處都是生命,到處都是令人敬畏的超乎尋常的意想不到的有機體。

分子研究提高了微生物暗物質比我們目前所知道的更加多樣化的可能性,最深的分支譜系挑戰了卡爾·韋瑟在1977年提出的三域概念。也許我們正在接近一種關係,在這種關係中,最早的分支模式可以透過深入的生命調查獲得。

美國諾克斯維爾田納西大學的凱倫·勞埃德說:“十年前,我們對主導地下生物圈的細菌和微生物的生理特性知之甚少。”“今天,我們知道,在許多地方,他們把他們的大部分精力僅僅用於維持他們的存在,而很少用於成長,這是一種迷人的生活方式。

“今天,我們也知道地下生命是很普遍的。十年前,我們只取樣了幾個地點-我們希望能找到生命的地方。現在,由於超深的取樣,我們知道我們幾乎可以在任何地方找到它們,儘管取樣顯然只到達了深層生物圈中極小的一部分。”

“我們對深層生物圈微生物的研究已經產生了許多新的知識,但也認識到和更多地認識到我們對地下生命的瞭解還有多少,”美國俄勒岡州立大學的裡克·科威爾(RickColwell)說。“例如,科學家們還不知道深層地下生命如何影響地表生命,反之亦然。就目前而言,我們只能對這些代謝產物的性質感到驚奇,因為它們允許生命在極端環境和可怕的條件下生存,而地球深處的生命卻是如此。”

地球深處的生命總質量為150億至230億噸碳,是人類的數百倍。

產甲烷的甲烷桿菌的種類。在日本沿海太平洋海底2公里以下的一個埋藏煤層中發現的這一樣本是在綜合海洋鑽探計劃(現為國際海洋發現計劃)上在Chikyu號鑽井船上發現的。條形表示10μm(千分尺,或0.0004英寸)。

在地球上許多關於深層生命的謎團中:

運動

:深層生命是如何透過岩石中的裂縫橫向擴散的?上,下?在南非和華盛頓州的西雅圖,深沉的生命怎麼能如此相似呢?例如,它們是否有相似的起源,並被板塊構造所隔開?還是本身會移動?大型地質事件(如板塊構造、地震、大火成岩省的建立、流星轟擊)在深部活動中起著什麼作用?

起源

:生命是否在地球深處(地殼內、熱液噴口附近或俯衝帶)開始,然後向太陽遷移?還是生命從溫暖的表面池塘開始,然後向下遷移?地下微生物殭屍是如何繁殖的?

能源

:甲烷、氫或天然輻射(來自鈾和其他元素)是深層生命最重要的能源嗎?在不同的環境中,哪些深層能源是最重要的?營養物質的缺乏,極端的溫度和壓力,如何影響微生物在地下的分佈和多樣性?

“關於深層微生物生物圈的性質和範圍的發現,是深碳觀測站最輝煌的成就之一。深海研究人員打開了我們的眼界,發現了我們從未知道的非凡的人生觀。”

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