地球深部存在另一个生物圈吗

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。

电子显微镜下魔鬼线虫头部特写

“联合大洋钻探计划”的钻探船

地下深钻示意图

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。（傅强）