劇烈的碰撞和火山噴發(fā)通常與舒適的生活條件無關(guān)。然而，一項(xiàng)涉及田納西大學(xué)諾克斯維爾微生物學(xué)副教授卡倫·勞埃德(Karen Lloyd)的新研究揭示了生活在地球深處的大型微生物生態(tài)系統(tǒng)，這些微生物生態(tài)系統(tǒng)是由這些構(gòu)造性大地震所產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)推動的。

當(dāng)海洋和板塊碰撞時(shí)，一個(gè)板塊被向下推動或俯沖到地幔中，另一板塊被向上推動并被火山釘扎。這是化學(xué)元素在地球表面和內(nèi)部之間移動并最終循環(huán)回到表面的主要過程。

哥斯達(dá)黎加國立大學(xué)副教授，研究的共同作者馬爾滕·德穆爾說：“俯沖帶是一個(gè)迷人的環(huán)境，它們產(chǎn)生火山山，并充當(dāng)碳在地球內(nèi)部和外部之間移動的門戶。”

通常，由于涉及極高的壓力和溫度，因此認(rèn)為該過程是在壽命范圍之外發(fā)生的。盡管在地球地幔與地殼混合形成熔巖的極端條件下幾乎肯定不存在生命，但近幾十年來，科學(xué)家們已經(jīng)了解到，微生物向地殼的延伸比以前想象的要深得多。

這為發(fā)現(xiàn)以前深部板塊構(gòu)造過程中發(fā)生的生物相互作用類型提供了可能性。

一個(gè)跨學(xué)科的國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表明，一個(gè)巨大的微生物生態(tài)系統(tǒng)主要吞噬哥斯達(dá)黎加下面的洋板俯沖過程中產(chǎn)生的碳，硫和鐵化學(xué)物質(zhì)。該團(tuán)隊(duì)通過對由深碳天文臺和阿爾弗雷德·P·斯隆基金會資助的工作中的天然溫泉中的深層地下微生物群落進(jìn)行采樣，獲得了這些結(jié)果。

研究小組發(fā)現(xiàn)，這種微生物生態(tài)系統(tǒng)螯合了俯沖過程中產(chǎn)生的大量碳，這些碳原本會逃逸到大氣中。該過程導(dǎo)致運(yùn)輸?shù)降蒯５奶剂抗烙?jì)減少多達(dá)22%。

“這項(xiàng)工作表明，可以抽出碳來養(yǎng)活一個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)，而這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在很大程度上沒有太陽能量的輸入。這意味著生物學(xué)可能會影響到地幔內(nèi)外的碳通量，這迫使科學(xué)家們改變了他們的想法。伍茲霍爾海洋研究所的助理科學(xué)家，該研究的合著者彼得·巴里(Peter Barry)說。

研究小組發(fā)現(xiàn)，這些被稱為化石自養(yǎng)生物的微生物由于其獨(dú)特的飲食結(jié)構(gòu)而含有大量的碳，這使得它們無需陽光就能產(chǎn)生能量。

這項(xiàng)研究的共同通訊作者勞埃德說：“化石自養(yǎng)生物是利用化學(xué)能來建立自己的身體的微生物。所以它們就像樹木一樣，但是它們不使用陽光而是使用化學(xué)物質(zhì)。” “這些微生物利用俯沖帶中的化學(xué)物質(zhì)形成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)很大，到處都是初級和次級生產(chǎn)者。這就像一片廣闊的森林，但是在地下。”

這項(xiàng)新的研究表明，地質(zhì)學(xué)與生物學(xué)之間的已知定性關(guān)系可能對我們對碳在長期內(nèi)如何變化的理解具有重大的定量意義。那不勒斯·費(fèi)德里科二世大學(xué)教授，《那不勒斯》的作者之一多納托·吉奧萬內(nèi)利說：“例如，我們已經(jīng)知道生物學(xué)如何影響我們星球的可居住性，從而導(dǎo)致大氣中的氧氣增加。”學(xué)習(xí)。“現(xiàn)在，我們正在進(jìn)行的工作揭示了生命與我們星球共同發(fā)展的另一種令人興奮的方式。”