罗德岛大学 辐照实验中使用的海洋沉积物样品
信用:贾斯汀·绍瓦奇 罗德岛大学海洋学研究生院的一组研究人员及其合作者揭示，生活在海底下古老沉积物中的丰富微生物主要是由水分子自然辐射产生的化学物质维持的
研究小组发现，海洋沉积物中的矿物质极大地放大了这些化学物质的生成
传统观点认为沉积物中的生命是由光合作用的产物驱动的，与此相反，在大部分开阔的海洋中，由海水辐射驱动的生态系统开始于海底以下几米处
这个以辐射为燃料的世界是地球体积最大的生态系统之一
这项研究发表在今天的《自然通讯》杂志上
“这项工作为地下微生物群落用来维持自身的资源可用性提供了一个重要的新视角
这项研究的主要作者、哥德堡大学博士后研究员贾丝汀·绍瓦奇说:“这对理解地球上的生命和限制其他行星的可居住性是至关重要的，比如火星。”
推动研究小组发现的过程是水的辐射分解——由于暴露在自然发生的辐射下，水分子分裂成氢和氧化剂
该研究的合著者、URI海洋学教授史蒂文·德·洪特说，由此产生的分子成为沉积物中微生物的食物和能量的主要来源
“海洋沉积物实际上放大了这些有用化学物质的产量，”他说
“如果在纯水和湿沉积物中有相同量的辐射，你会从湿沉积物中获得更多的氢
沉淀物使得氢的生产更加有效
" 这项研究的主要作者贾斯汀·绍瓦奇测量了在北大西洋采集的沉积物岩芯中的溶解氧含量
照片由贾斯汀·绍瓦奇提供 为什么这一过程在湿沉积物中被放大还不清楚，但德·洪特推测沉积物中的矿物质可能“表现得像半导体，使这一过程更加有效”
" 这些发现是在罗德岛核科学中心进行的一系列实验室实验的结果
绍瓦奇对太平洋和大西洋不同位置的湿沉积物进行了辐照，这些沉积物是由综合海洋钻探计划和美国地质调查局收集的
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研究船
她将氢气的产生与经过类似辐照的海水和蒸馏水进行了比较
沉积物将结果放大了30倍
“这项研究是复杂的实验室实验与全球生物背景的独特结合，”合著者、URI海洋学教授亚瑟·斯皮瓦克说
这些发现的意义是重大的
“如果你可以通过水的自然放射性分裂来支持地下海洋沉积物和其他地下环境中的生命，那么也许你可以在其他世界中以同样的方式支持生命，”德·洪特说
“一些相同的矿物质存在于火星上，只要你有那些湿的催化矿物质，你就会有这个过程
如果你能在潮湿的火星地表下高速催化放射性化学物质的产生，你就有可能在海洋沉积物中维持同样水平的生命
" 绍瓦奇补充道，“这一点尤其重要，因为“坚忍漫游者”号刚刚在火星着陆，它的任务是收集火星岩石并描述其适宜居住的环境
" 德洪特说，研究小组的发现对核工业也有影响，包括核废料如何储存以及如何管理核事故
“如果你把核废料储存在沉积物或岩石中，它可能比在纯水中更快地产生氢气和氧化剂
这种自然的催化作用可能会使这些储存系统比人们通常意识到的更具腐蚀性，”他说
研究小组的下一步将是探索在地球和地球以外的其他环境中，包括海洋地壳、大陆地壳和火星表面下，通过辐解产生氢气的影响
他们还将寻求促进对地下微生物群落如何生存、相互作用和进化的理解，当它们的主要能量来源于水的自然辐射分解时
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