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  • 1 # 魅力科學君

    我們的地球是目前已知的唯一一顆存在著生命的星球,在過去的很長一段時間裡,人們都認為地球上的生命主要集中地球的表面,而在地球的表面以下不遠處就應該是一片死寂的“暗黑世界”。原因很簡單,在地球深處不但沒有太Sunny的照射,而且還充斥著高溫、高壓,在這樣惡劣的環境中,生命應該是不可能存在的。

    然而實際上的情況卻不是人們起初想象的那樣,隨著科技的日益進步,人類漸漸地擁有了探索地球深處的初級能力,科學家在對從不同深度抽上來的地下水研究後驚訝地發現,原來地球深處還有一個地下生物圈,各種奇特的生命令人眼界大開。

    科學家發現,即使是在地下1000米的地下水中,平均每毫升也包含了10萬至100萬個微生物(注:在地球表面的生態水中,平均每毫升包含著100萬至1000萬個微生物),而在更深的地下,微生物的數量雖然有所下降,但它們依然大量存在。

    (顯微鏡下的微生物)

    由於生存環境的不同,在地下生物圈中的不少物種都與地球表面的生命存在著很大的差異,在地球深處的另一個生命世界裡,生命所需要的能量不再依靠太Sunny,而是依靠地球內部的各種資源。下面我們舉個比較典型的例子來說明。

    在非洲南部的一個名為“姆波內格”(Mponeng)的金礦之下2800米處,地下水的溫度常年保持在60攝氏度以上,並且沒有Sunny,也沒有氧氣。然而就是在這個對生命來說生存條件極為惡劣的環境中,科學家卻發現了一種學名為“Candidatus Desulforudis audaxviator”的細菌。

    (Candidatus Desulforudis audaxviator)

    研究表明,這種微生物的生存並不需要Sunny和氧氣,它們能夠利用地球深處的放射性元素衰變時產生的放射能,直接將周圍的硫化物、二氧化碳、氨以及水和氮元素等等物質轉化為自己的生命物質(如氨基酸和蛋白質等),而假如將這種微生物放在地球表面的充滿了Sunny和氧氣的環境中,它們卻無法生存。

    這種微生物屬於無機自養生物,除此之外,地下生物圈中還存在著很多采用另類生存方式的微生物,比如說各種嗜極生物(嗜熱、冰、酸、鹼、鹽、高滲透等)、化學能自養生物、貧營養生物、真巖內生物、耐脫水生物、耐金屬生物……等等等等,各種奇特的生命令人眼界大開。

    那麼在這裡到底有多少生物呢?需要指出的是,地球內部的溫度會隨著深度的增加而逐漸上升,研究表明,地球的深度每增加1000米,溫度就會上升20至30攝氏度,所以說當地球內部的深度達到了一定的值,其溫度就會超過生命所能承受的極限,就再也不可能存在生物了。

    那麼生命的耐熱極限是多少呢?在目前已知的生物裡,存在著不少可以在高溫的環境中生存的物種,其中最耐熱的生物,能夠在高達121攝氏度的溫度下正常生存,順便講一下,這種微生物被稱為“菌株121”,發現於太平洋的海底。

    科學家推測,地球上生命的耐熱極限應該在120至150攝氏度之間,也就是說,這個地球深處的“暗黑生物圈”大概會延伸到地下5000米的位置,大家可以想象一下,這是一個多麼巨大的生存空間。如果按照現有的資料來推算的話,那麼在這麼大一個空間裡,應該至少存在著數百萬種微生物,而它們的數量很可能會遠遠地超過了地球表面的生物。

    我們現在知道了在地球深處還有另一個生命世界,生命種類非常豐富,物種也很奇特。看到這裡可能有人要問了,既然科學家已經發現地球有地下生物圈,那麼除了微生物,會不會也有更高階一些的生物呢?

    對於地球上的碳基生命而言,依靠太陽能來合成生命物質,以及依靠有氧呼吸來獲取能量的生存方式是演化出高等生命的基礎,原因就是在地球表面的Sunny很充足並且很穩定,而有氧呼吸的能量利用率也是很高的。

    然而在地球深處,由於條件惡劣,可利用的能量相對較少並且很不穩定,因此在這裡只能“養活”一些簡單的微生物,它們獲取能量的方式,通常都是能量利用率極低的(比如說無氧呼吸),這也是它們在惡劣條件下不得不採用的生存方式。總而言之,因為這裡根本就沒有演化出高等生命的條件,所以高等生命是不可能在地殼的深處存在的。

  • 2 # 軍機處留級大學士

    最近對地球深部岩石的研究表明生命可以生活在地表下數公里的地下生物圈。一些細菌只生活在岩石和水中,從化學反應而不是Sunny中提取能量。地球上的生命,也許火星上的生命,甚至其他行星體上的生命,都可能起源於這樣奇怪的環境,如果是這樣的話,富含水的行星、小行星和衛星的地下可能是豐富多樣微生物的家園。

    其他行星表面不像我們在地球上看到的那樣充滿生命。我們從行星探測著陸器拍攝的影象中瞭解到這一點,就月球而言,我們透過直接觀察瞭解到這一點。另一方面,我們對其他行星表面下的生命幾乎一無所知。事實上,我們才剛剛開始探索我們自己星球和其他奇怪地方的地下生命,比如海底。

    事實證明,地球地下有一個巨大的微生物生態系統,這個系統的大部分不依賴於Sunny和光合作用。這些微生物中的一些生活在它們所在的岩石上。

    太平洋西北實驗室(華盛頓裡奇蘭)一直在研究位於美國大陸西北部哥倫比亞河的玄武岩層地下水。

    該專案是作為美國能源部管理的一個專案的一部分開展工作的,該專案旨在徹底瞭解汙染物是如何被轉移到地下的,這樣科學家和工程師就可以設計出控制核廢物和化學廢物設施汙染的方法。有可能細菌住在地下會捕獲汙染物。他們的研究包括分析從哥倫比亞河玄武岩序列中不同深度的井中獲得的水,深度約為1.5公里。

    對地下水的分析表明,它含有令人驚訝的大量溶解氫氣和甲烷。甲烷是由細菌利用水中的氫氣和二氧化碳製造的。甲烷含量高與碳12比碳13富集有關。同位素比率的這種變化是細菌在二氧化碳還原過程中產生甲烷的特徵。

    哥倫比亞河玄武岩表面以下貧氧水與含鐵礦物如橄欖石和輝石反應生成氫。細菌利用氫和溶解的一氧化碳製造甲烷)和構建細胞材料所需的其他碳氫化合物分子。使用無機化學物質製造有機化學物質的細菌被稱為自養生物或者在這種情況下,因為他們在這個過程中使用岩石,巖性自養生物。自養細菌隨後分泌其他微生物使用的有機化學物質。這種合作關係被稱為地下岩石自養微生物生態系統,簡稱為黏液系統。

    黏液系統並不是唯一存在於地下或遠離Sunny的生命。深海熱液(熱水)噴口充滿了生命,埋藏的沉積物也是如此。假設地球上部5公里處的孔隙度為3 % (孔隙度是岩石或沉積物中可供水使用的空間量),並且填充孔隙空間的水的質量的1 %是細菌,那麼細菌的總質量將為200萬億公噸。

    換句話說,這相當於地球有一個大約1.5米高的覆蓋層!這超過了地表現存的植物和動物的數量,據估計大約有一萬億噸。比黃金的儲量高100倍,地下生命的數量至少等於地表生命的數量。

    地球地下生命的發現,特別是不需要光合作用或氧氣的黏液,對太陽系其他地方或其他太陽系中的生命可能存在的地方有很大的影響。黏液可以想象為火星上當代生命的存在提供一個模型,因為玄武岩、液態水和碳酸氫鹽被認為存在於火星地下……由化學物質提供的深層生命可能在宇宙中非常普遍。

    當我們探索火星、富含水和有機物的小行星、外行星的冰冷衛星和冥王星時,我們可能會發現其中一些儘管表面貧瘠,表面似乎沒有生命,但地下卻充滿了生命。如果今天火星上存在生命,我們可以猜測在哪裡可以找到它。細菌至少在某些時候需要液態水,所以溫度不可能永遠低於冰點。如今,火星表面附近已經永久凍結了地面,深度可能只有幾公里,所以那裡的生命不太明顯。冰的融化溫度達到大約10公里的深度,所以生命可能存在於那個深度。然而,它不能太深,以至於溫度太高,細菌無法存活。沸水會殺死大多數細菌,但是實驗表明細菌115℃可以存活,一些生物學家推測細菌在高壓下(防止水沸騰)150℃可以存活。這些溫度相當於火星上大約20公里的深度,儘管這是高度不確定的。所以,如果今天火星上存在生命,最有可能發現它的地方是地表下10到20公里的區域。

    地球的表面,有樹、草、花、狗、貓、田鼠、大象和我們,可能是一個不尋常的地方,表面裝飾著一點生命。在地下,地球可能與其他行星沒有太大不同。顯然,在我們知道自己是否孤獨之前,需要對其他行星的地面以下進行仔細檢查。

  • 3 # 地外天使講科學

    因為,自然界哪裡有生物質的現象存在,哪裡就會有原核生物(即細菌)在生存。地球上所有細胞生物體,先天性都是由細胞和細菌兩種微生物同體共生所構成的,表面上是細胞生物在生存,而實際上還有一種另類原核微生物寄生在體中,約佔細胞生物體的5%生存空間。

    隨著細胞生物體逐代的死亡,而原核生物(細菌)是不會受到宿主死亡所影響,它們會伴隨著宿主死亡後所形成的生物質作為食物而能繼續生存下去,從此會走進大自然生物質鏈的生存道路。隨著地球地殼物質悠久的運動與變化,歷來由生物圈所產生巨大數量的生物質,就自然會形成地殼層中生物質的圈層結構,即是碳化物的沉積層,也可以說是石油的原油層,而歷來寄生在生物質鏈中生存龐大數量的細菌群體,也能伴隨著這一過程的變化並存在於地下碳化物沉積層之中而進行生存活動,與此同時,能在持續支解分化生物質的過程中,釋放出燃燒能力特強的有機碳化物和有毒元素,起到不斷提升自然生物質燃燒能力的作用,為地球地核的儲能創造了能量物質的持續來源。

    由此可見,科學家發現地下的生物圈,是原核生物圈(即各型別細菌),而不是細胞生物圈,因而,不會有更高階一些的生物現象存在。不知這樣的回答是否準確?!如讀者閱後覺得我說的對,希給個點贊並關注我,歡迎大家加入相關討論和學習。宇明於東莞市。(注:原創作品,版權所有,抄襲必究。)

  • 4 # 萬物源於空氣

    地下煤層可視為生物區(應屬有機物另類)煤的形成和地球生物及樹木沒有關係,如黑龍江省七臺河煤礦有七層重疊煤,一層煤一層岩石,一層岩石又一層煤,煤是煤巖是巖,巖中無煤、煤中無巖。煤層越深含碳量越高,煤層伸到地表那就是煤石黑土含碳量極微。煤層帶口和非煤層帶口的石泥是一樣的(約五十年前在缸窯溝煤礦工作時的觀察)?只不過是煤層帶口順煤層內石頭泥土發黑。

    煤可食,在鶴崗煤礦裡養有老鼠以吃煤為生,也有人困煤礦洞中食煤維持生命的報道等……。所以我個人認為煤應視為“超微生物”,煤的形成和地球表面任何生物沒有關聯……?

  • 5 # 科學船塢

    高壓的海洋之下、高溫高壓的地下或許會存在簡單的生命,但不會有高階一些的生物,而一些書中描寫的地下文明更是子虛烏有的,科學家瞭解地下生命有助於人類進一步理解生命的奧秘,這對於探索極端條件下的生命有較大的幫助。

    地下世界約含有1/5的生物總量,以微生物、細菌、古細菌為主,通常為一些簡單的單細胞、或複雜一些的多細胞生物為主,它們常年生存在高溫、高壓的環境之下,需要耐受的溫度可能高達122攝氏度以上,它們生存所需的能量比我們料想的小得多,待在原地可以說是一動不動。

    即便是在八千米的深海,能夠塞得下一整座珠穆朗瑪峰的深海海溝仍然存在魚類,即便在溫度高達122攝氏度的深海熱泉中仍然有一些單細胞生物在活動,甚至在地下2500米處,存在一些可以透過自我修復延續下去的簡單生命體,可以想象的是,生命遠比我們所認為的要堅韌得多,即便在我們看來那裡環境惡劣,但也有可能存在我們沒法想象到的生命。

    而某些文章或者是未解之謎一類的故事書上提到的所謂的地下文明世界,這個可以認定是子虛烏有、刻意捏造、毫無依據的編造而成的,這裡不予置評。

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