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2012年，加拿大導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆乘坐“深海挑戰(zhàn)者號”潛水艇抵達了地球上已知的海洋最深處。在此期間，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，深海巖石上有一種疑似細(xì)菌群落的東西。

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地球上有著許多極不宜居的角落，比方說酸性溫泉，令人窒息的地下洞穴，或者是有著上千萬年歷史的海底巖石。無論何時，科學(xué)家都能夠從這些地方發(fā)現(xiàn)適應(yīng)了極端生存環(huán)境的微生物，從而找到生命跡象。如今，深潛至馬里亞納海溝底部的“深海挑戰(zhàn)者號”考察隊的研究顯示，深海圈層也可以為多種有機物的形成提供有利環(huán)境。

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當(dāng)科學(xué)家使用一臺機器人著陸器探索馬里亞納海溝的局部——Sirena深淵時，他們在此發(fā)現(xiàn)了附著在巖石上的一些東西，這被認(rèn)為是微生物群落大量繁殖的證據(jù)。微生物和更大一些的有機物——例如蝦狀端足類動物此前已經(jīng)在馬里亞納海溝被發(fā)現(xiàn)過。但是，這些新發(fā)現(xiàn)的微生物不像其他在這種深海環(huán)境里生存的生物那樣需要靠著落入海底的死亡生物殘害來存活，它們依靠的似乎是海底巖石和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的有機物，考察隊將這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了期刊《深海研究》上。

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由于不需要依靠任何浮游生物就能存活，這些覆蓋在堅硬巖石表面的綠色的、毛茸茸的地墊似的東西也許可以為了解外太陽系的衛(wèi)星深海中存活的生命形式提供線索，譬如木衛(wèi)二或者土衛(wèi)二。

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“這是對距離我們億萬英里以外可能存活著的生命的一瞥，也可能是對40億年前生命形式的一次回望?！蔽恼碌暮现?、電影制作人、國家地理探險家詹姆斯·卡梅隆在郵件里說道。

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這種新發(fā)現(xiàn)的微生物可能是人類迄今發(fā)現(xiàn)的地底最深的化學(xué)合成菌落，它們依靠著海平面以下6.5英里發(fā)生的地質(zhì)作用產(chǎn)生的微小分子存活。凱文·漢德是NASA的一名天體生物學(xué)者，同時也是一名國家地理探險家。他是這項新研究的第一作者，他指出：“對于這種在海洋中最深、最暗、壓強最大的區(qū)域中存活的微生物生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)對我們在木衛(wèi)二找到潛在宜居地具有指導(dǎo)意義?！?/p>

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然而，漢德和其他的專家也發(fā)出了提醒，這一基于海底照片、海水與沉積物樣本的發(fā)現(xiàn)還需要通過從這種纖維狀物質(zhì)上采集樣本才能確認(rèn)。

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賓夕法尼亞州立大學(xué)的地質(zhì)生物學(xué)家Jenn Macalady提到：“他們實際上并沒有從那個微生物群落中采集樣本?！彼仓赋隽艘恍┰谒露囱ㄖ斜话l(fā)現(xiàn)但沒有出現(xiàn)在這一新研究中的微生物群落。這些微生物與新發(fā)現(xiàn)的在外在形態(tài)上十分相似。不過這些絨毛狀小塊極有可能是有生命的。

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“我在很多地底黑暗環(huán)境下見過與它相似的東西，這種物質(zhì)跟我再加勒比海被淹的洞穴里看到的黏泥簡直一模一樣?！彼f。

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海底之旅

在西太平洋關(guān)島附近，馬里亞納海溝是位于板塊構(gòu)造縫上的一條彎曲海溝。這條構(gòu)造縫是由巨大的太平洋板塊向西俯沖至較小的馬里亞納板塊之下而形成的。這條海溝底部在海平面以下的深度大于珠峰在海平面以上的高度，要在這種地方存活，必須經(jīng)受無窮無盡的黑暗，剛剛超過冰點的溫度，還有比地表高1000多倍的壓強。

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漢德和卡梅隆在2012年隨著美國國家地理出資組織的探險隊來到馬里亞納海溝的海面上。在這段旅程中，卡梅隆成為了單獨下潛至馬里亞納海溝最深處——挑戰(zhàn)者深淵——的第一人。在海溝底部，也就是海平面以下35787英尺的地方，他目睹了一幅實在是平淡無奇的景色，那里漂浮著大量米色的沉積物和零星的生命跡象。

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卡梅隆說：“在‘挑戰(zhàn)者深淵’我沒找到多少肉眼可見的生命?！辈贿^，在此之后的同一次考察中，這支隊伍在Sirena深淵釋放了一臺可遠程操控的電話亭大小的著陸器，這個深淵是緊鄰挑戰(zhàn)者深淵的馬里亞納海溝的另一部分，它的深度達到了35029英尺。選擇這一個深度排名第三的地點為目標(biāo)著陸點有幾個原因：它處于地震活躍狀態(tài)，有潛在的火山活動，以及由于洋流的關(guān)系比海溝中其他地方具富有營養(yǎng)物質(zhì)。

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同時，這些特質(zhì)也說明Sirena深淵也許可以孕育出“一個比馬里亞納海溝中其他部分更具有活躍性的生物存在。”Patricia Fryer來自夏威夷大學(xué)，是這項研究的合著者之一，曾對這部分海溝有過深入研究。

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深海中的化學(xué)反應(yīng)

著陸器停留在了海溝中的一處斜坡上，其搭載的攝像頭為人們揭開了海溝底部附近除了渾濁沉淀物以外的第一幕景象——一堆巖石。既不是由沉積物形成的露出地表的巖層，也不是從海邊懸崖上剝落的巖堆，這些巖石不論如何都應(yīng)該形成于地幔中溫度極高的地方，并且是被地殼運動推擠上來的。

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“直到這次下潛，我們才掌握了一些位于這個深度且產(chǎn)生于此處的巖層和巖礫的情況?！睗h德說，這件事如此重要的原因在于：我們想要了解在海溝深處存在的可能對微生物生態(tài)系統(tǒng)有幫助的地質(zhì)上或者地球化學(xué)上的環(huán)境因素。

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沒有用于光合作用的光線，深海中的微生物有幾種讓自身存活的辦法?！氨热缬幸环N辦法就是成為一個回收者，去嚼食其他生物產(chǎn)生出來的東西，這些東西可以是從陽光照射到的海水表層飄落下來的；另一種辦法就是靠著巖石和溶解在水中的物質(zhì)存活。”Macalady說。

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幾十年前，科學(xué)家就在在馬里亞納海溝發(fā)現(xiàn)了第一種微生物，但是這一新研究為以巖石的化學(xué)反應(yīng)為生的其他形式的生命提供了線索。

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地球上的無數(shù)洞穴和黑暗角落里，富含鐵、鎂元素的巖石會和海水發(fā)生一種蛇紋石化反應(yīng)，這種化學(xué)反應(yīng)被證明為有加速微生物新城代謝的作用，并且可以產(chǎn)生出少量的熱能，以及像甲烷和氫的混合物。而這種混合物又可以為微生物的代謝供能。

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“細(xì)菌群落依靠蛇紋石化反應(yīng)存活是一個全新的發(fā)現(xiàn)，它們甚至可以在太陽供能生物所不能存活的地方延續(xù)生命。”卡梅隆說。

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這支探險隊從位于Sirena深淵的巖石上發(fā)現(xiàn)了蛇紋石化反應(yīng)的清晰證據(jù)，且掌握了海水的化學(xué)成分和可目測的巖石本身的改變，因此，在此處存在微生物所需的那種能量來源似乎也合情合理。“雖然在這個位置的極大壓強已經(jīng)高到足以毀掉一艘軍事潛水艇，微生物們卻完全不用理會，因為它們實在太小了。”Penelope Boston是來自NASA Ames研究中心的天文生物學(xué)家，他本人并沒有參與此次研究。

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有生命跡象的圖景

當(dāng)

科考隊放大細(xì)看來自著陸器的圖片時，有些非常奇特的東西映入眼簾：有一種發(fā)綠的、懸垂著像手指般的絲狀物附著在巖石上。他們懷疑這種集聚是一種微生物席——一種主要由細(xì)菌和古細(xì)菌組成的多層席狀群落。

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“我們一開始將其描述為Sirena深淵里的長胡子掩飾，因為它看起來就像是海底多年的胡須?！睗h德說。

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該研究團隊推測，如果這些物質(zhì)真的是微生物席，它們僅靠蛇紋石化反應(yīng)的副產(chǎn)品就能獨立存活，在這一點上，它們與地球上最初的生命形式非常相似，或者說和木衛(wèi)二上的冰下海洋中可能存在著的微生物有相似之處。漢德表示，在木衛(wèi)二上，雖然冰洋延伸到了100英里深，但比地球更小的引力也意味著其海底的壓強和地球海底的壓強差不太多。

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“Sirena深淵的發(fā)現(xiàn)為我們在其他星球的海洋中進行探索提供了許多參考，但這僅僅是第一次的驚鴻一瞥”卡梅隆說，“從研究地球深淵的過程中，我們可以學(xué)習(xí)如何建造滿足探索外星深淵所需的工具。”

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位于馬里亞納海溝的這種目前假定存在的微生物，它甚至可能是海底食物鏈的基礎(chǔ)，漢德說道，這些微生物也可以是其他生物的盤中餐。比如蝦狀端足類動物?？墒?，沒有取得那些毛絨狀物的樣本，科學(xué)家還無法斷定那些東西是活著的。

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“我花了很多時間去觀察海底，想著一個東西可能是這個，或者可能是那個，但我經(jīng)常從相機的鏡頭或者舷窗中得出錯誤判斷?！泵绹槠澔魻柡Ｑ笱芯克腏ulie Huber沒有參與這項研究，她說：“實物采集和挖掘樣本是非常重要的。”

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由著陸器從海水中采集到的證據(jù)顯示，由大量的微生物出現(xiàn)在那塊毛茸茸的巖石附近——這些物種在其他深海中也很常見，包括紅細(xì)菌科和希瓦氏菌屬家族的成員。

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“馬里亞納海溝非常之深，但它已經(jīng)是海洋的底部了，”Boston說，“所以，這并不是一個我們完全陌生的海底，它只是一個深一點兒的地方罷了?！睆奈⑸锏慕嵌瓤?，它應(yīng)該是一個巨大的生存空間。

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作者: NADIA DRAKE

FY: 蒹葭又叫蘆葦蕩

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