科學家發現了以放射性衰變副產品為生的微生物
除了研究關於我們宇宙中生命的重大問題（起源、進化、分布等）以外，天體生物學家的主要目標之一是確定地外環境的特徵，以確定那裡是否存在生命。然而，關於生命能夠生存和繁衍的各種條件，仍有一些懸而未決的問題。如果能對這些條件加以更好的限制，將有助於天體生物學家尋找地球以外的生命。
為了更好地了解生態系統如何存在於海底（遠離陽光）之下，由羅德島大學海洋學研究生院（GSO）領導的一組研究人員，對古代海底沉積物中的微生物進行了一項研究。令人驚訝的是，他們發現這些生命形式主要是由水分子自然輻射產生的化學物質來維持的。
這項研究的團隊彙集了哥德堡大學（University of Gothenburg）、美國地質調查局（USGS）、伍茲霍爾海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution）和不來梅大學海洋環境科學中心（MARUM）的科學家。
上圖：用於輻照實驗的海洋沉積物樣品。
研究團隊的發現是在羅德島核科學中心進行的一系列實驗室實驗的結果。 研究人員正是在這裡輻照了由美國研究船和「綜合海洋鑽探計劃」從太平洋和大西洋的不同地點收集的濕沉澱物的小瓶。
這個實驗的目的是測量輻射分解的速率，即暴露在自然發生的輻射中會導致水分子分解成氫和氧化劑。與以光合作用副產物為燃料的陸地生物不同，這些分子是生活在海底幾米以下沉積物中的微生物食物能量的主要來源。
這個以輻射為燃料的環境，覆蓋了地球上大部分開闊的海洋，是地球上最大的生態系統之一。在將這些沉積物中產生的氫氣與受到類似輻射的海水和蒸餾水小瓶進行比較後，研究小組發現，海洋沉積物中的礦物質顯著放大了這一過程（高達30倍）。
研究團隊科學家表示：「海洋沉積物實際上擴大了這些可用化學品的產量。如果你在純水和濕沉澱物中有相同的輻照量，你會從濕沉澱物中得到更多的氫。沉積物使氫氣的生產更加有效。」
原因尚不清楚，但研究團隊推測，沉積物中的礦物質可能表現得像半導體，使輻射吸收更有效。無論如何，這項研究對天體生物學家來說意義重大，特別是在我們自家後院尋找外星生命的時候。
科學家解釋道：「這項工作提供了一個重要的新視角，即地下微生物群落可以用來維持自身生存的資源的可用性。這對於理解地球上的生命以及限制火星等其他行星體的宜居性至關重要。」
上圖：藝術家對在火星上尋找生命跡象的「毅力」號漫遊者的描繪。
以「毅力」號火星漫遊者為例，它於今年2月登陸火星，最近開始穿越Jezero隕石坑。這次任務的目的是收集火星岩石樣本，以確定這個星球的宜居環境。此外，火星車將從火山口的天然三角洲地層（這是沉積物隨時間推移而形成的）獲取樣本，這些樣本可能包含過去生命的證據。
此外，這項研究還可以為尋找異星環境中的生命提供信息。 幾十年來，科學家推測，最有可能發現地外生命的地方，可能是在木衛二、土衛二等冰冷的衛星內，這些衛星被認為內部有暖水海洋。由於它們不暴露在太陽下，這些環境需要的是光合作用以外的化學能源。
然後是太陽系外行星，越來越多地依賴天體生物學家來幫助描述行星環境，並確定它們是否可居住。
上圖：藝術家繪製的土衛二地殼內部橫截面圖，顯示了熱液活動是如何導致土衛二表面出現水羽流的。
科學家告訴我們：「如果你能在地下海洋沉積物和其他地下環境中，通過水的天然放射性分裂來維持生命，那麼也許你就能在其他世界以同樣的方式維持生命。我們知道，火星上也有一些相同的礦物，只要你有這些濕催化礦物，你就會有這個過程。如果你能在潮濕的火星地下高速催化放射性化學物質的產生，你就有可能維持與海洋沉積物相同水平的生命。」
這甚至對核工業也有影響，包括核廢料的儲存和核事故的管理。根據這些發現，儲存在沉積物和岩石中的放射性廢物，比保存在正常水中的放射性廢物產生氫氣和氧化劑的速度要更快。由於這些都是天然催化劑，這可能會導致存儲系統隨著時間的推移變得更具腐蝕性。
在他們迄今為止的研究基礎上，該團隊希望探索在其他環境中輻射分解驅動制氫的效果。這包括海洋地殼、地球上的大陸地殼、火星的地下，甚至可能是系外行星。由此，他們希望能夠加深我們對地下生態系統如何在黑暗中茁壯成長的理解！
如果朋友們喜歡，敬請關注「知新了了」！
