在我们脚下，，，，从靠近地表的深度到几千米深的地层中，，，，着实生在世地球上最古老的一群生命——原核生物。。。。。。已有研究提出，，，，从古菌到氧化还原细菌，，，，多达95%的原核生物都生涯在地壳深处，，，，它们甚至占有了地球总生物量的19%。。。。。。由于缺少阳光和氧气，，，，这里的生物只能从矿物中获取营养，，，，从水和岩石的反应中获取能量。。。。。。 从实质上来说，，，，我们和这些原核生物的生涯方法是一样的。。。。。。在地球外貌，，，，人体摄入的葡萄糖剖析释放电子，，，，这些电子转达给氧气分子，，，，随着氧与氢连系成水，，，，释放出的能量形成ATP，，，，供应人类各样的活动。。。。。。这种电子在氧化还原对之间的流动，，，，提供了生命活动需要的能量。。。。。。 而在深不见光的地底，，，，这里的微生物同样依赖电子的流动获取能量。。。。。。由于无法接触到太阳能，，，，对地底生物来说，，，，它们最常见的电子供体就是氢气。。。。。。 氢气通常形成于水的电解。。。。。。一些具有放射性的岩石可能会剖析水爆发氢气，，，，尚有一些富铁的岩石可以与水反应爆发氢气(通常爆发在岩石蛇纹石化历程中)。。。。。。 但在一些情形下，，，，岩石在破碎时也可以剖析水，，，，爆发氢气。。。。。。尤其是在地举措用，，，，或是冰川引发的重大压力下，，，，在硅酸盐岩石新鲜的断裂面上，，，，断裂或扭曲的硅-氧键会爆发涯性自由基，，，，从而使水具备剖析成氢气的能力。。。。。。事实上，，，，水在这类岩石新鲜断面的作用下爆发的反应被以为是断裂带与冰川底部氢气的潜在泉源，，，，甚至可能增进了地球早期氧气的爆发。。。。。。 但只有氢气还不敷。。。。。。就像我们需要氧气一样，，，，地壳深部的微生物若是想要使用这些氢气(电子给体)，，，，也需要电子受体。。。。。。“(就算)食物摆在桌子上，，，，但若是没有叉子，，，，你照旧什么都吃不到。。。。。。”加拿大多伦多大学的芭芭拉·舍伍德·洛拉(BarbaraSherwoodLollar)在接受《新科学家》(NewScientist)采访时诠释道。。。。。。 最近，，，，一项揭晓于《科学·希望》(ScienceAdvances)的研究就实验寻找深地微生物的“食物”和“叉子”，，，，这项研究由中国科学院广州地球化学研究所的何宏平院士和朱建喜教授向导完成，，，，洛拉也是作者之一。。。。。。 在地下，，，，有一种元素对生命很是主要，，，，就是铁。。。。。。它普遍漫衍于大大都岩层中，，，，并且具有高度迁徙性——在硫、氮、碳这些微生物代谢焦点元素的生物地球化学循环中起着要害作用。。。。。。 我们虽然无法亲自进入数千米下的地层，，，，去实地视察受地动活动影响的岩石中微生物的活动。。。。。。因此，，，，研究者在实验室里设置了缺氧条件，，，，并使用石英和球磨工艺，，，，模拟地动中岩石破碎后的反应。。。。。。在研磨历程中，，，，石英就可以模拟岩石中常见的硅酸盐矿物。。。。。。其中的硅氧共价键容易断裂，，，，使共用电子对平均分派给硅原子和氧原子(这个历程被称为均裂)，，，，由此形成两个活性自由基。。。。。。随后，，，，研究者会将破损的石英与水和多种形态的铁混淆。。。。。。 在实验室里，，，，破碎的石英与水反应，，，，释放出了大宗的氢。。。。。。其中既包括氢气，，，，也保存一些其他形式的氢，，，，例如过氧化氢(H2O2)。。。。。。研究者发明，，，，由于微量过氧化氢的积累，，，，局部的水溶液会呈弱氧化性，，，，而由于氢气的积累，，，，顶部空气会略呈还原性，，，，这种氧化还原梯度仅保存于很是局部的区域，，，，甚至可能只有微米标准，，，，但却有潜力为深层地壳中的生命提供相宜的生涯情形。。。。。。“其主要性，，，，堪比近期报道的海底‘暗氧’征象。。。。。。”研究者在论文中写道。。。。。。 一旦相对稳固的氧化还原对(如氢气和过氧化氢)形成，，，，氧化还原梯度便可以快速建设，，，，并进一步与地下水和岩石中的铁爆发反应——纵然是这样局部的氧化还原条件，，，，也可以将二价铁氧化为三价铁，，，，或是将三价铁还原为二价铁。。。。。。而随着铁加入其中，，，，电子就能进一步在碳、硫、氮等生命必需元素之间流动。。。。。。在接受新华社采访时，，，，研究者将这种能量机制比喻成一种恒久的“电池”或是“地下电网”，，，，可以源源一直地为地下生命提供能量。。。。。。 从总量来看，，，，地动导致的岩石破碎释放的氢气着实并未几。。。。。。研究团队凭证地动震级、断层面密度和地动频率做了简朴估算，，，，发明全球地动每年至少会爆发1.1×103摩尔氢气，，，，这个数字着实比辐射性岩石和蛇纹石化，，，，以及海洋系统中海水与岩石的反应低许多。。。。。。 然而，，，，对深层地壳中生物的氧化还原循环来说，，，，地动的作用禁止忽视。。。。。。若是从单位面积看，，，，岩石破碎局部氢气的爆发速率很高，，，，可以抵达每平方米每年33.1摩尔，，，，这个数字比辐射剖析水和蛇纹石化至少横跨5个数目级。。。。。。“这样局部的产氢速率对维持岩石内栖息的微生物生命至关主要，，，，特殊是在一些开放裂隙内。。。。。。”论文中诠释道。。。。。。在这些活动的断层中，，，，形成了一个个微生物活动与多样性的局部热门。。。。。。 早在生命刚刚起源的时间，，，，这些氧化还原反应可能就已经对深层生物圈爆发了影响。。。。。。而现在，，，，这样的氧化还原梯度依然保存于地层深处。。。。。。同时，，，，这样的反应并纷歧定要爆发强烈的地动，，，，在一些结构活动清静的地区，，，，甚至是在一些已经阻止结构活动的行星内部，，，，当压力漫衍爆发转变时，，，，岩石的破碎也可能会爆发类似反应。。。。。。