研究稱硒可能有助於維持地球深層生態系統中的微生物的活動

據外媒報道,過去幾十年來,國際上對海底的鑽探工作提供了越來越多的證據,證明海底下存在着廣泛的深層生物圈。在那裡,海底下的循環流體提供了化學物質,從中產生的能量為這種深層生態系統中的微生物生命提供了動力。然而,由於難以抵達,研究人員對大陸深層生物圈中這種化學石生微生物的作用的了解更為有限。

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全世界只有少數幾個地方,主要是一些最古老的大陸地殼碎片,如Archean cratons,能夠對大陸深層生物圈進行直接採樣。這些地方表明,深層斷裂作為流體通道,將微生物的重要營養物質輸送到其他惡劣的棲息地。硒(Se)的可用性可能在這些系統中發揮關鍵作用,因為氧化硒物質的還原提供的能量遠遠大於硫酸鹽的還原。因此,如果滿足正確的物理化學條件,即使少量的硒也有可能維持微生物的活動。

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一個由來自巴西和德國的科學家領導的國際團隊調查了來自米納斯吉拉斯(巴西)的一個礦床的Pt-Pd金塊,這是一個最初鑒定鈀的地方。儘管這種鉑鈀金塊被生物膜所覆蓋,但這種金塊的形成仍然難以捉摸。因此,高精度的Se-同位素數據與微量金屬數據和Pt-Os年齡相結合,以評估金塊的形成並確定潛在的微生物過程。

綜合數據顯示,Pt-Pd金塊形成於大約1.8億年前,可能是在70℃和大約800米的地表下,通過替換主石英岩中的前體脈石礦物形成的。高水平的硒和其他親生物元素(碘、有機碳、氮),以及極負的Se同位素組成,與微生物起源相一致。目前還不能完全排除生物過程,但該研究表明,Pt-Pd金塊似乎記錄了大陸深層生物圈中依賴Se的微生物活動。

進行Se-同位素分析的Stephan König和Benjamin Eickmann指出,通過將新的同位素代用指標用於金塊等耐風化礦物,可以規避大陸深層生物圈取樣的困難。這種全新的方法可能會提供豐富的信息,而這些信息是加強我們對大陸深層生物圈的了解所需要的。