根据今天(6月3日)发表在《通讯地球与环境》上的一项研究，地壳，或者至少是斯堪的纳维亚半岛下的部分地壳，充满了古代微生物生命的线索。研究人员分析了来自瑞典和附近国家30多个地下遗址的矿物样本，并确定了微生物活动的分子和同位素特征，这些特征至少可以追溯到5000万年前，这进一步支持了生命长期存在于地球表面深处的观点。

爱丁堡大学(University of Edinburgh)的天体生物学家肖恩·麦克马洪(Sean McMahon)没有参与这个项目，但他表示，他计划在未来与一些作者合作，他说，这篇论文“建立在相当多以前的文章的基础上，这些文章描述了地下存在古代生命的各种形式的证据”，特别是在这个地区。“他们发现了三到四条不同的证据，证明地下微生物活动，其中任何一条你都可能会质疑，但所有这些证据似乎都在讲述一个连贯的故事。”

最近对地下地点的研究，其中一些在地球表面以下几公里处，已经发现了当前微生物生命的大量证据。然而，研究这个深层生物圈的历史提出了一个特别的挑战，因为微生物几乎没有留下化石证据，而且它们留下的痕迹看起来与自然发生的非生物过程留下的痕迹非常相似。

解决这个问题的一种方法是扫描岩石样本，寻找化学或分子生物特征，这些特征可以提供间接线索，以确定某一特定矿床是否是生物形成的。利用这种方法，一些研究小组已经报告了在世界各地不同的深层地点存在古代细菌甚至真菌生命的证据。

瑞典林奈大学(Linnaeus University)的地球化学家亨里克·德雷克(Henrik Drake)是其中一个研究小组的负责人，他说，在目前的研究中，他和他的同事们想对地壳中的古代生命进行更广泛的研究。他们开始分析来自33个废弃矿井的49个样本，这些矿井深达1400米，位于芬诺斯坎德盾区。这部分地壳包括斯堪的纳维亚半岛北部、芬兰和俄罗斯西北部，尽管目前的研究主要集中在瑞典的一些地点。

该团队直接从矿山中提取了一些样本，但大多数样本来自斯德哥尔摩瑞典自然历史博物馆的岩石地质收藏。德雷克说:“这些是一种独特的矿物收藏。”“瑞典有着丰富的采矿历史，所以我们有几百年前的矿山。(许多)这些地雷现在都被水填满了，或者已经被地雷埋没了，所以你无法以任何其他方式获得这些记录。”

大方解石颗粒上黄铁矿晶体(明亮)的扫描电子显微镜图像，孔隙中有残余沥青(黑色)。比例尺:300微米shenrik DRAKE

为了寻找过去生命的迹象，德雷克和他的同事分析了标本中古代矿物脉的同位素组成。德雷克解释说，微生物对它们在代谢途径中使用的元素的某些同位素表现出偏好，因此寻找与这些偏好相一致的同位素组成的偏差可以帮助确定特定的矿物化合物是在微生物的帮助下形成的，还是仅仅通过非生物过程形成的。

研究人员在他们的论文中报告说，在许多含有矿物方解石的样品中，研究小组发现了表明微生物甲烷生产的稳定碳同位素特征。同时，他们得出结论，黄铁矿中的硫同位素模式，以及方解石中捕获的碳基和氢基化合物的碳同位素特征，似乎表明细菌硫酸盐还原。

研究小组使用了另一种被称为地质年代学的方法来确定矿物的年龄。德雷克说，这种方法的发现表明，产生甲烷的微生物在5000万到3000万年前最为活跃，而硫酸盐还原菌在1900万到1300万年前尤为活跃。“我们只看到了这些微生物派对事件，然后是墓地。”

新斯科舍省圣玛丽大学(Saint Mary’s University)的地球化学家托德·文图拉(Todd Ventura)没有参与这项工作，他称赞了这篇论文结合了许多技术，通过时间推断深层生物圈的方式。他说:“这正是我一直想看到的，它解决了深层生物圈正在发生的两个基本问题。”他解释说，其中一个与深层生物圈的年龄有关，而另一个则是关于这个环境中是否存在生态演替的模式——基于从产甲烷细菌到硫酸盐还原细菌的拟议转换，似乎是这样的。

文图拉补充说，还需要很多细节来完成这个故事，包括沥青的作用，沥青是一种从岩石裂缝中渗出的石油，在许多样本中都以固体形式被发现。研究人员在他们的论文中提出，沥青中的碳氢化合物可能为深海环境中的细菌提供了食物，但也可能是微生物进入环境的方式。“沥青已经从其他地方迁移到[研究地点]，”文图拉说。“它可能会在整个画面中扮演更重要的角色。其中一个方面是，它可能是将他们所描述的微生物引入系统的管道，”但从现有数据来看，这一点还不清楚。

从瑞典北部Malmberget矿采集的样本，显示方解石晶体(白色)和静止石(橙色)

德雷克推测，研究小组的发现可能反映了大约5000万年的微生物繁殖，这可能是由高构造活动和这些微生物赖以生存的营养物质的相关流入引起的——尽管这并不是研究小组在研究中详细讨论的问题。

麦克马洪指出，即使是开始以这种方式进行推测，也标志着该领域向前迈进了一步。他说:“深海生物圈的古生物学一直是一个空白。”“我们还没有真正能够对地下微生物活动的大量繁殖等问题提出假设。”

研究人员还在他们的论文中描述了古代真核生物的形态特征:丝状矿化结构，有点像真菌菌丝。德雷克说，就其本身而言，这一发现并不是特别确凿，因为非生物过程或原核生物也可以形成类似的模式。

普林斯顿大学地球科学荣誉退休教授Tullis Onstott曾与一些作者合作，但没有参与目前的研究，他说他希望看到更多关于细丝状结构的数据。“下一个关键步骤是对这些特征进行高分辨率(透射电子显微镜)，以告诉你内部结构，”他说。

德雷克说，虽然这项研究只关注芬诺斯坎地盾的一部分，但他的团队将同位素组成和年代测定方法结合起来，可以用来寻找地壳其他部分微生物活动的迹象，甚至有一天可以用来寻找从火星带回的岩石样本。他目前正在格陵兰岛的一项研究中使用类似的技术，并与onstott在南非的另一个项目上合作。“这是一种你可以在任何地方使用的方法。”