冰川研究表明：沒有這些基本的生存必需品，生命仍可以存活

僅靠氫氣生存？地球冰川微生物，為我們提供了尋找外星生命的新方向

簡介：冰川研究發現微生物可以在低溫氫環境中存活，不需要過去通常認為的必要元素陽光。預計2026年向泰坦發射的龍探測器或許有望在這顆表面溫度-290攝氏度的星球上找到生命。

生命是如何形成的？然後，如何存活並繁衍下去？天文學家數十年來一直在尋找這個問題的答案，但他們只弄懂了謎題的一小部分。他們聲稱：要了解生命是如何在我們的星球上形成的，我們必須放眼宇宙，從宇宙中尋找答案。

當我們在不同的行星上尋找生命時，我們不得不接受這樣一個現實：其他行星上的生命可能與地球上的生命，看起來並不完全相同。如果它們確實存在的話，火星、土衛二恩克拉多斯、或者遙遠的系外行星上面的外星生命，將在與我們完全不同的環境下繁衍生息。

一項新的研究表明，微生物，也許能夠僅依靠氫氣生存，而不需科學家們認為的，生命的基本要素——陽光。

當涉及到在其他行星上尋找生命時，天文學家們只能將我們熟悉，並擁有生命的地球，作為模擬參考物。

因此，在尋找適合生命生存的環境條件時，他們會參考一些，被認為對地球上的生命至關重要的元素。

為了適合生命的形成繁衍，一顆行星需要水、大氣層、能源，最重要的是，需要來自其母恒星的適量的熱量、輻射和光。

我們的太陽系具有宜居性，部分原因在於母恒星太陽的良好特性。

美國宇航局的卡西尼號飛船拍攝了這張土衛六泰坦的照片，它是土星最大的衛星。

這是一個冰冷的世界，被認為可能具有適合生命的化學物質。

（圖片來源：美國宇航局/噴氣推進實驗室/空間科學研究所）

但這項新研究的團隊成員認為，其他行星上生命的形成和生存，可能不需要光。相反，他們的研究表明，生命也許能夠僅靠氫氣生存。

為了得出這個結論，他們測量了冰島南部冰川融水中的氫濃度。對比兩種情況：冰川融水經過玄武岩岩石、和流經碳基岩石，他們發現，前者融水中氫的濃度更高。

根據這項研究，由於融水與礦物表面相互作用——冰川接觸地球基岩表面時會發生這種情況——這個過程似乎產生了化學資源，微生物可以利用其，作為生存和繁衍所需要的能量。

因此，即使缺乏陽光，微生物也能找到另一種存活的方式。

有趣的是，在這些微生物中看到的代謝途徑,反映了在其它極端環境中發現的生命——盡管意義完全不同。它們與生活在酷熱或酸性環境中的細菌具有相同的特征，例如，存活於黃石國家公園大棱柱泉中的嗜熱菌。

大棱柱泉是另一種極端的環境，在這種環境中，生命找到了一種生存繁衍的方式——不需要所有通常的成分。（圖片來源：通用圖像組/蓋蒂圖像）

這些極端的生命形式，及其條件惡劣的聚集存活區域，促使天文學家在宇宙其它地方尋找生命。自從1992年發現第一顆圍繞非太陽恒星運行的系外行星以來，天文學家已經發現了，外星生命可能在其它星球繁衍生息的跡象。

到目前為止，科學家已經發現了4000多顆系外行星。少數存在於所謂的“金發區”——某顆恒星和某顆行星之間的空間，被認為是生命誕生繁衍的理想區域。在我們自己的太陽系中，離地球很近的地方，科學家們已經在金星雲團中發現了磷化氫的跡象——這是其下層的生物化學方面的一個小暗示。在火星上，科學家們已經發現了水——水是生命的關鍵成分之一，就像陽光一樣——這表明火星可能曾經孕育過生命。

但這些僅僅是暗示。我們在其它行星上，還並沒有真的尋找到生命。

這項新研究背後的科學家認為，如果生命能夠在冰島冰川中生存繁衍，那麼在冰凍的系外行星上，類似的環境中，也可能存活。很快，美國宇航局計劃發射“蜻蜓號”——一種小型直升機狀的飛船，它將掃描土衛六泰坦的大氣層，搜尋生命信號。土衛六泰坦，是土星衛星中最大的一顆，其極寒表面的溫度達到-290華氏度。“蜻蜓號”計劃在2026年發射，它將尋找包裹在泰坦冰中的生物信號——這些生物信號只有在生命體的作用下才會產生。

在缺乏光合作用的環境中，例如在早期地球上，或在當代黑暗的地下生態系統中，生命是由化學能支持的。從地殼釋放的化學營養物質如何、何時以及在何處，為化學合成生物圈提供燃料，是了解今天和過去的地質時期中，生命分布和多樣性的基礎。當水與礦物表面的活性成分（如矽酸鹽自由基和亞鐵）相互作用時，可生成氫（H2），它是一種強有力的還原劑。

這種礦物表面的活性成分，是由於冰川對基岩的物理粉碎，而持續產生的。在此，要說明，富含鐵和矽酸鹽礦物的玄武岩冰川集水區的融水中，其溶解的氫濃度，比碳酸鹽岩為主的集水區的融水中，其溶解的氫濃度，要高一個數量級。與較高的氫（H2）豐度一致，玄武岩集水區的沉積物微生物群落，比之碳酸鹽集水區，具有明顯更短的時間，更快的純氫（H2）氧化和暗二氧化碳（CO2）固定的速率。表明在玄武岩集水區，適合使用氫（H2）作為還原劑。

含氫H2、二氧化碳CO2和三價鐵的玄武質沉積物的富集培養，繁育了一個與鐵還原紅育菌相關的化學自養種群。其新陳代謝，以前被認為僅限於（超）嗜熱菌和嗜酸菌。這些發現指出了物理和化學風化過程，在產生，支持化能合成初級營養物質方面的重要性。
此外，還要說明的是，基岩礦物成分的差異，能影響如氫（H2）等營養物質的供應，繼而影響微生物群落的多樣性、豐度和活性。

BY: inverse

FY: 椒椒

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