埃塞俄比亞的不毛之地，成了研究火星生命的線索

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埃塞俄比亞達(dá)納吉爾凹地電 - 在壓抑的干熱以及富含硫和氯的空氣中，這片多巖石的地區(qū)顯現(xiàn)出了與柔軟的炒雞蛋類似的一片片鮮艷的綠色和黃色。

接近沸騰的酸性水池在奇特的巖石和礦物構(gòu)造之間冒泡，這些地質(zhì)構(gòu)造包括蜂窩形鹽堆、帶有硫磺外殼的蛋黃色矮墻以及紫紅色的碎屑。附近的富鐵巖石像四周發(fā)散開，形成了平坦的蘑菇形狀。腳下的地面發(fā)出空洞的爆裂聲和液體冒泡形成的咝咝聲。帶有一個洞的錐體和小型礦柱發(fā)出潺潺的聲音，像是外星人在低語。

雖然這種地貌看上去像是地球以外的風(fēng)景，但它屬于達(dá)納吉爾凹地，位于埃塞俄比亞遙遠(yuǎn)的東北部靠近厄立特里亞的地區(qū)，這片地區(qū)有一個貼切的名字，叫做阿法爾（Afar，意為遙遠(yuǎn)）。

達(dá)納吉爾凹地是世界上海拔最低的地區(qū)之一，位于海平面以下大約 100 米。它也是地球上最熱的地區(qū)之一，白天的平均溫度為 34.4 攝氏度，年降水量只有大約 100 毫米。

這片火山地區(qū)被稱為地質(zhì)奇觀。實(shí)際上，在關(guān)于達(dá)納吉爾凹地的相對稀少的科學(xué)研究中，大多數(shù)研究只與這里的奇特地質(zhì)有關(guān)，并沒有研究這里的生物?，F(xiàn)在，在埃塞俄比亞和厄立特里亞之間這個存在政治動蕩和零星沖突的地區(qū)，科學(xué)家正在開展研究，以理解其他行星和衛(wèi)星上存在生命的可能性。本月，來自 Europlanet 的一個天體生物學(xué)團(tuán)隊回到了這里，以研究這片凹地與火星相似的地質(zhì)、礦物以及最為重要的生物。Europlanet 是由開展行星研究的研究機(jī)構(gòu)和公司組成的一個聯(lián)合會。

在達(dá)納吉爾凹地的水池中，高溫、強(qiáng)酸性和硫的富集形成了亮黃色的柱狀礦體。圖片版權(quán)：Carl Court/Getty Images

去年春天，來自馬德里天體生物學(xué)中心的費(fèi)利佩·戈麥斯·戈麥斯（Felipe Gómez Gómez）領(lǐng)導(dǎo)了團(tuán)隊的第一次考察，以研究生活在達(dá)納吉爾極端條件下的微生物。在埃塞俄比亞默克萊大學(xué)科學(xué)家的協(xié)助下，馬德里、意大利博洛尼亞大學(xué)以及意大利行星科學(xué)國際研究學(xué)院的研究人員正在分離和確認(rèn)能在這種溫度、酸度和鹽度極為不利的環(huán)境中生活的頑強(qiáng)細(xì)菌。

戈麥斯博士是四年多以前登陸火星的 NASA 探測器“好奇”號的科學(xué)團(tuán)隊成員，他表示，這次的目標(biāo)是“努力了解生命的極限，以及這種生命形式存在于火星等其他行星上的可能性”。

他還研究過其他極端微生物，比如在西班牙西南部力拓河富鐵和酸性環(huán)境中生活的微生物。在這項研究中，他和他的同事將一個嗜酸細(xì)胞暴露在了模擬的火星環(huán)境中。2010 年，這項研究的論文發(fā)表在《伊卡洛斯》期刊上。

從達(dá)納吉爾了解到的知識可以用于火星任務(wù)中。戈麥斯博士表示，研究達(dá)納吉爾的微生物是“訓(xùn)練我們在天體微生物探索中發(fā)現(xiàn)不同生命形式的一種途徑”。雖然火星現(xiàn)在的溫度位于冰點(diǎn)以下，但它當(dāng)初曾經(jīng)擁有火山，可能與地球的早期歷史存在相似性。

另一個更大的目的是探索在極端環(huán)境中尋找生命跡象的途徑。“什么是生命？什么是生命的極限？科學(xué)家在生命的定義上存在分歧。如果我們發(fā)現(xiàn)火星上的生命，我們能否認(rèn)識到這是一種生命？我也不知道，”戈麥斯博士說。

上周，埃塞俄比亞達(dá)納吉爾凹地中的一支駱駝隊。圖片版權(quán)：Carl Court/Getty Images

達(dá)納吉爾凹地是一條裂谷，位于正在緩慢分離的三個地殼板塊的交匯處，從埃塞俄比亞的達(dá)洛爾火山一直延伸到吉布提阿薩勒湖的鹽平原。當(dāng)?shù)貧ぴ趲浊甑臅r間里相互分離并變薄時，這片陸地出現(xiàn)了下沉。

幾千年前，面積更大的達(dá)納吉爾沙漠曾是紅海的一部分。不過火山爆發(fā)形成了巖石屏障，創(chuàng)造出了一個內(nèi)海，這個內(nèi)海最終在酷熱中干涸，留下了巨大的鹽灘和鹽湖。阿法爾游牧部落至今仍然在挖掘這些鹽灘和鹽湖，他們用駱駝隊將鹽板運(yùn)出達(dá)納吉爾。

達(dá)洛爾地區(qū)擁有鮮艷而與眾不同的地質(zhì)構(gòu)造。在阿法爾語中，“達(dá)洛爾”表示分裂。這里的巖漿提高了地下水的溫度，這些地下水通過溫泉涌出地表，溶解了鹽、草堿和其他礦物質(zhì)。鹵水蒸發(fā)以后，留下了鮮艷而帶有硬殼的地質(zhì)構(gòu)造，形成了五顏六色的風(fēng)景。這些顏色來自礦物質(zhì)、鐵以及喜鹽藻類。

一些水池的溫度高達(dá) 90 攝氏度。高溫、強(qiáng)酸性和硫的富集形成了亮黃色的柱狀礦體。其他一些 40 攝氏度的水池則由于銅鹽形成了一種青綠色。

Europlanet 的研究人員去年從鹽柱、藍(lán)色和紅色水池以及黃色和棕色硬殼中提取了一些水樣。戈麥斯博士表示，雖然人們已經(jīng)在達(dá)洛爾發(fā)現(xiàn)了能夠在含鹽環(huán)境中生活的微生物，但是這項新的研究第一次關(guān)注到了在極端鹽度、酸度和溫度環(huán)境中生活的微生物。

研究人員正在分離細(xì)菌及其 DNA，并且正在進(jìn)行基因測序，以識別這些細(xì)菌，其中包括在礦柱上的熱水中發(fā)現(xiàn)的化能無機(jī)自養(yǎng)生物，即通過無機(jī)化合物獲得能量的微生物。這些微生物不需要通過陽光獲得能量，通常出現(xiàn)在深海熱泉泉口等極端環(huán)境中。

戈麥斯博士表示，這些簡單的生物可以依靠“很小的能量”生存，很可能屬于地球上的首批細(xì)菌?！斑@就是它們在天體生物學(xué)領(lǐng)域如此重要的原因?！?/p>

化能無機(jī)自養(yǎng)生物可以將硫化物、硫單質(zhì)、氫和氨等簡單無機(jī)化合物作為能量來源，而且可以在沒有有機(jī)化合物和光線的情況下生長。科學(xué)家認(rèn)為，這種新陳代謝僅僅適用于原核生物，即沒有細(xì)胞核的微生物。

達(dá)洛爾擁有大量硫磺，因?yàn)檫@片區(qū)域很久以前被海洋所覆蓋。這里地面上的柱狀構(gòu)造會散發(fā)出硫蒸氣。在黑暗的深海中，硫是遠(yuǎn)離陽光的某些細(xì)菌主要的能量來源。在達(dá)洛爾，這些硫資源在地表觸手可及。

戈麥斯博士表示，科學(xué)家仍然在研究他們從達(dá)納吉爾帶來的首批樣本，但“我們知道其中存在生命”。

今年冬天的考察將關(guān)注細(xì)菌與大氣之間的關(guān)系。戈麥斯博士表示，研究人員將建立氣象站，記錄風(fēng)、溫度、濕度等數(shù)據(jù)，“以便對環(huán)境進(jìn)行全面研究，這也是‘好奇’號在火星上所做的工作”。只是這一次，科學(xué)家并不需要離開地球。

翻譯 熊貓譯社 劉清山

題圖來自 Wikimedia Commons

? 2016 THE NEW YORK TIMES