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(kāi)，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(gè)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(yǔ)。

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(gè)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(duì)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(méi)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(gè)存在政治動(dòng)蕩和零星沖突的地區(qū)，科學(xué)家正在開(kāi)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(lái)自 Europlanet 的一個(gè)天體生物學(xué)團(tuán)隊(duì)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(kāi)展行星研究的研究機(jī)構(gòu)和公司組成的一個(gè)聯(lián)合會(huì)。

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(lái)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(duì)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(guó)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(cè)器“好奇”號(hào)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)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(guò)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(xiàng)研究中，他和他的同事將一個(gè)嗜酸細(xì)胞暴露在了模擬的火星環(huán)境中。2010 年，這項(xiàng)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(shí)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?cè)谔祗w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(gè)更大的目的是探索在極端環(huán)境中尋找生命跡象的途徑?！笆裁词巧?？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(shí)到這是一種生命？我也不知道，”戈麥斯博士說(shuō)。

上周，埃塞俄比亞達(dá)納吉爾凹地中的一支駱駝隊(duì)。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(gè)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(shí)間里相互分離并變薄時(shí)，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(guò)火山爆發(fā)形成了巖石屏障，創(chuàng)造出了一個(gè)內(nèi)海，這個(gè)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(duì)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(yǔ)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(guò)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(lái)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(xiàng)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(cè)序，以識(shí)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(wú)機(jī)自養(yǎng)生物，即通過(guò)無(wú)機(jī)化合物獲得能量的微生物。這些微生物不需要通過(guò)陽(yáng)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(jiǎn)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?cè)谔祗w生物學(xué)領(lǐng)域如此重要的原因。”

化能無(wú)機(jī)自養(yǎng)生物可以將硫化物、硫單質(zhì)、氫和氨等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物作為能量來(lái)源，而且可以在沒(méi)有有機(jī)化合物和光線的情況下生長(zhǎng)。科學(xué)家認(rèn)為，這種新陳代謝僅僅適用于原核生物，即沒(méi)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(huì)散發(fā)出硫蒸氣。在黑暗的深海中，硫是遠(yuǎn)離陽(yáng)光的某些細(xì)菌主要的能量來(lái)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(lái)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(duì)環(huán)境進(jìn)行全面研究，這也是‘好奇’號(hào)在火星上所做的工作”。只是這一次，科學(xué)家并不需要離開(kāi)地球。

翻譯 熊貓譯社 劉清山

題圖來(lái)自 Wikimedia Commons

? 2016 THE NEW YORK TIMES