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- 1、揭秘：地表下的蓬勃生机
- 2、地球深部存在另一个生物圈吗
1、揭秘：地表下的蓬勃生机
人体的极限在哪里？
从生理上来说，没有食物，人能坚持3周；不喝水，最多能坚持3到4天；而大脑缺氧超过3分钟就可能造成不可逆的伤害。
相比之下，微生物的生命力似乎更顽强，不仅充斥在生物圈的各个角落，甚至在地表之下几千米没有阳光、没有氧气、高温高压的地方也有踪迹。
探井
巨大的地下生物圈
科学家一直好奇，这些大部分肉眼看不见的微生物们生存的极限到底在哪里呢？于是他们一直挖一直挖，试图找到一个生命不存在的临界点，结果他们挖得越深，发现的生命就越多，极限不断被打破。
早在20世纪初，科学家就对人类在地球上已经打出的数以万计的钻孔以及各类矿井、洞穴里的生命活动进行了大量研究，以探索地球深部可能存在的生命。2007年，科学家在南非金矿地下约3.2千米处获得了嗜热细菌，2008年科学家从来自海底以下1.6千米的矿样中也发现了微生物，并推测它们能忍受60℃至100℃的高温。随着不断深入的研究，科学家发现，在我们地表深处似乎隐藏着鲜为人知的新世界，其生命丰富程度远超想象。
线虫
这个地下生物圈有多大呢？
根据全球数百个试验地获取的数据，科学家估计，在我们脚下的这个生物圈可以深入地面以下4至4.5千米。其体积可能有20亿至23亿立方千米，这几乎是地球海洋体积的两倍，而且这一规模在未来可能会进一步扩大。
细菌和古细菌这两种形式的微生物便是这个地下生物圈的主角，地球上70%的微生物都在此栖息，若以所含碳元素的质量来计算的话，其总重量能达到150亿至230亿吨，是地球上人类所含碳元素重量总和的数百倍。而我们对此知之甚少，因为它们的栖息地对人类来说太难进入了。
到目前为止，已知生命存在最深的记录是在陆地表面以下5千米，海洋表面以下10.5千米。最耐热的细菌能在121℃的环境中生存。这些是来自52个国家的1千名科学家10年来的研究成果。不过，科学家表示，尽管有这些发现，地下生物圈的下限至今仍然是一个谜。
地下居民吃什么？
太阳能是生物圈的能量基础。生物圈中有利用太阳能生长发育的植物、以植物为食的各种动物，还有通过分解动植物排泄物、残骸中的有机物获得能量的营腐生生活的微生物。追究根底，这些生物都是依靠太阳能生存的。
我们所处的生物圈包括海平面以上约10千米，下至10千米处，厚度有20千米，但其实绝大多数生物通常生存于陆地之上和海洋表面之下各约100米厚的范围内。为什么？因为在这个范围之外，往上空气越稀薄、温度越低，所以地面上随着高度的增加，生物种类会越来越少；而在地下，缺乏光照、含氧量低，且地壳内部深度每增加1千米，温度便上升20℃至30℃，是个高温环境。如此极端的环境怎么可能存在生命？
可事实证明，恶劣的环境并不能阻挡微生物的步伐。那么在这暗无天日如同地狱般的条件下，它们是怎么生存的？
与地上的“亲戚”不同，生存在岩石缝隙间的微生物主要通过化能合成的方式从周围岩石矿物中获取能量。它们能将氢、甲烷（高温高压环境下特定类型的岩石可以产生这些物质）等氧化获得化学能量，以供给自身的生存需求。有限的能量来源，使它们的新陈代谢几乎停滞，生命周期极其漫长，甚至能达数千年，其慢节奏的生活是地上的人类望尘莫及的。
探索外太空生命的存在
地下生物圈的发现，让科学家们兴奋不已。一方面，这些生长在特殊环境中的微生物，或许具备现在尚不清楚的特殊功能，如果能探索到并加以利用，那将可以造福人类。另一方面，地球深部环境与地球生命刚诞生时的高温高压、无氧环境类似，这些能够不依靠太阳能光源自己合成有机物的微生物说不定就是太古时代残留下来的，探索地下生物圈能为我们探索生命起源提供另一种可能。
地表深处的生命形式
更重要的是，既然在地球深部如此极端的环境中有生命的存在，那么在火星、木星等地外星球，是否也能孕育生命？这些地下微生物的生存不需要氧，探索地球以外的生命现象也就未必以氧为先决条件，了解它们这种生存方式有助于我们寻找地外生命的迹象。关于地球深部这个生物圈，还有很多问题等待科学家去探索发现。
来源：大科技
2、地球深部存在另一个生物圈吗
在过去的20多年间，科学家用钻探的手段对大洋和大陆沉积物及岩石进行研究，揭示了地下深部真的存在一些生理和种群都非常复杂的微生物。它们存在于海底1千米以下和大陆3千米以下的地层中，大部分成员与地表生物圈中的微生物存在巨大差异。
看过法国作家凡尔纳的《地心游记》的人，一定会对神奇的地底世界念念不忘，也许还幻想过自己也能进行一次这样的旅行。其实，真正的地底下并非如此。在地底下，随着深度的增加，温度会越来越高，压力也会越来越大。一般来说，从地面往下，深度平均每增加1千米，温度就会升高30℃；到35千米之下的地幔层，温度已高达约1000℃，压强也从1.1吉帕上升到了23.8吉帕。此外，在暗无天日的地下深处，没有阳光提供能量，在这种苛刻的环境下不用说是人了，几乎任何生命都难以生存。
鉴于以上种种原因，人们长期以来一直认为地球上只有一个生物圈，它位于地球表面附近，由太阳辐射提供能量。然而，1992年美国康奈尔大学天文学家托马斯·戈尔德发表了一篇文章，革命性地提出地壳中还存在一个深部热生物圈，它位于地壳深部6～10千米处，以地球深层的化学能为能量来源。在过去的20多年间，科学家用钻探的手段对大洋和大陆沉积物及岩石进行研究，揭示了地下深部真的存在一些生理和种群都非常复杂的微生物。它们存在于海底1千米以下和大陆3千米以下的地层中，大部分成员与地表生物圈中的微生物存在巨大差异。
2010年，在一项名为“联合大洋钻探计划”的国际科学考察项目中，美国科学家在大西洋海底地壳1300多米深、温度高达102℃的辉长岩层中发现了分布广泛的微生物群。这些细菌种群以甲烷和苯烃等碳氢化合物为食，与在油藏层发现的细菌类似。这是科学家首次在地壳辉长岩层中发现细菌生命，这项发现暗示生命可能存在更深处，甚至是地幔中。2011年，研究人员在南非贝娅特丽克丝金矿3000米深的水中，发现一种魔鬼线虫。在地下如此深的地方，温度超过了40℃，水也因压力大而含氧量极低，我们所熟悉的生物根本无法生存。魔鬼线虫的身长最多约半毫米，以细菌为食，通过孤雌生殖方式进行繁殖。魔鬼线虫这一名称来自中世纪神话浮士德传说中的魔鬼，意思是“不喜欢阳光的人”。这是科学家在地狱般的地底深处发现的第一种多细胞生物，对于研究宇宙生物学具有重要的价值。
目前，深部生物圈是一个充满未知的世界，它们是如何形成和演化的？它们与地表生物群存在什么样的关系？这两个生物群在演化上是否存在先后关系，两者有何功能联系，是否存在遗传物质交换……这些都有待科学家进一步探索。
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