板块构造推动了巨大的地下生态系统

剧烈的大陆碰撞和火山爆发通常与舒适的生活条件无关。然而一项新的研究，由伍兹霍尔海洋研究所助理科学家彼得·巴里与田纳西大学诺克斯维尔分校微生物学副教授凯伦·劳埃德合著，揭示了生活在地球深处的一个大型微生物生态系统，该生态系统由这些构造灾难中产生的化学物质提供燃料。
  i) [3 W- E* @0 m5 x  {+ G0 g5 Y6 D当海洋板块和大陆板块碰撞时，一个板块被向下推或俯冲到地幔中，另一个板块则被向上推并布满火山。这是化学元素在地球表面和内部之间移动并最终回收到表面的主要过程。
+ z$ N& ?+ J9 v9 X4 m# E) d1 r' |哥斯达黎加国立大学副教授、该研究的另一位合著者Maarten de Moor说：“俯冲带是一种迷人的环境，它们产生火山山，是碳在地球内外移动的门户。”。
通常情况下，由于所涉及的压力和温度极高，这一过程被认为发生在生命的范围之外。尽管几乎可以肯定，在地幔与地壳混合形成熔岩的极端条件下，生命是不存在的，但近几十年来，科学家们已经了解到，微生物比以前想象的要深入地壳。
这为发现深部板块构造过程中发生的以前未知类型的生物相互作用开辟了可能性。
一个跨学科的国际科学家团队已经表明，庞大的微生物生态系统主要消耗哥斯达黎加海底海洋板块俯冲过程中产生的碳、硫和铁化学物质。该团队在深碳观测站和阿尔弗雷德·P·斯隆基金会的资助下，通过对天然温泉中被带到地表的深层地下微生物群落进行采样，获得了这些结果。
研究小组发现，这种微生物生态系统封存了俯冲过程中产生的大量碳，否则这些碳会逃逸到大气中。这一过程导致输送到地幔的碳量估计减少了22%。
世界卫生组织的巴里说：“这项工作表明，碳可能会被抽走，以养活一个基本上没有太阳能量输入的大型生态系统。这意味着生物学可能会影响地幔内外的碳通量，这迫使科学家改变他们在地质时间尺度上对深层碳循环的看法。”。
3 W8 ~0 s8 Z0 ]2 N( \' z: ~! h9 v$ @研究小组发现，这些被称为化学石自养生物的微生物由于其独特的饮食而能够吸收如此多的碳，这使它们能够在没有阳光的情况下制造能量。
6 Z0 ]: f) V/ N5 K  U, \! `7 [0 K' _该研究的共同通讯作者Lloyd说：“化学自养生物是利用化学能建造身体的微生物。所以，它们就像树一样，但它们不使用阳光，而是使用化学物质。”。“这些微生物利用俯冲带的化学物质形成了一个庞大的生态系统的基础，这个生态系统充满了不同的初级和次级生产者。这就像一片广阔的森林，但在地下。”
5 X4 E' n7 S$ M" s* j6 W1 _. f这项新的研究表明，地质学和生物学之间已知的定性关系可能对我们理解碳是如何随着时间的推移而变化的具有重要的定量意义。那不勒斯大学费德里科二世分校教授、该研究的共同通讯作者多纳托·乔万内利说：“我们已经知道生物学在许多方面影响了我们星球的宜居性，例如导致大气中氧气的增加。”。“现在，我们正在进行的工作揭示了生命和地球共同进化的另一种令人兴奋的方式。”
图片说明：包括世界卫生组织的彼得·巴里（左前）在内的科学家们设置了气体取样装置。来源：Tom Owens
5 u5 I! H3 K5 I: B9 j4 C" g* ]2 M; C关于伍兹霍尔海洋研究所
伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一个私人非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。它成立于1930年，主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的理想结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究与勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。世界卫生组织以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，并运营着世界上最广泛的数据收集平台。顶尖科学家、工程师和学生在全球范围内合作了800多个并行项目，无论是在波浪之上还是之下，都在推动知识和可能性的边界。欲了解更多信息，请访问www.52ocean.cn
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