햇빛 없는 삶? 지진으로 인한 균열이 깊은 땅속 미생물의 먹이가 된다

지진으로 인한 암석 균열은 깊은 지하 생명체의 연료가 되는 수소와 산화제를 생성하는데, 이는 지구 너머의 생명체 존재를 암시하는 것일 수도 있습니다. 출처: Shutterstock

중국 연구진은 최근 "모든 생명은 햇빛에 의존한다"는 오랜 믿음에 이의를 제기했습니다.  Science Advances 에 게재된 연구에서 연구진은 지하 깊은 곳에 서식하는 미생물이 지각 단층에 의해 발생하는 화학 반응에서 에너지를 얻는 방식을 밝혀내 지구 표면 깊은 곳의 생명체에 대한 중요한 통찰력을 제공했습니다.

이 연구는 중국과학원(CAS) 회원인 홍핑 허 교수와 중국과학원 광저우 지구화학 연구소 소속인 주젠시 교수가 주도했습니다.

오랫동안 햇빛과 유기물이 부족하여 생명체가 살기에 부적합하다고 여겨졌던 지하 심해는 최근 몇 년 동안 다양한 미생물로 가득한 대규모의 매우 활동적인 생물권이 존재하는 것으로 밝혀졌습니다. 이 미생물들은 물과 암석의 상호작용에서 발생하는 비생물적 산화환원 반응을 통해 에너지를 얻습니다. 수소(H₂)는 미생물의 주요 에너지원이며, 산화제 또한 대사 활동에 필수적이지만, 그 기원은 이전에는 잘 밝혀지지 않았습니다.

이 미스터리를 풀기 위해 연구팀은 지각 단층 활동을 시뮬레이션하여 암석 파쇄 과정에서 생성된 자유 라디칼이 물을 분해하여 수소와 과산화수소(H₂O₂)와 같은 산화제를 생성할 수 있음을 발견했습니다. 이러한 물질은 파쇄 시스템 내에서 독특한 산화환원 기울기를 생성하며, 이는 지하수와 암석의 철(Fe)과 추가로 반응하여, 국부적인 산화환원 조건에 따라 제1철(Fe²⁺)을 제2철(Fe³⁺)로 산화시키거나 제2철(Fe³⁺)을 제1철(Fe²⁺)로 환원시킬 수 있습니다.

미생물이 풍부한 균열에서 지진 관련 단층 작용에 의해 생성된 수소는 사문석화나 방사분해와 같은 다른 알려진 경로보다 최대 10만 배 더 높은 것으로 나타났습니다. 연구팀은 이 과정이 철의 산화환원 순환을 효과적으로 촉진하여 탄소, 질소, 황과 같은 원소의 지구화학적 과정에 영향을 미쳐 심층 생물권에서 미생물 대사를 유지한다는 것을 입증했습니다.

이 연구는 심부 지하 생물권의 에너지원과 생태적 다양성에 대한 새로운 시각을 제시합니다. He 교수와 Zhu 교수는 또한 지구와 유사한 다른 행성의 균열계가 외계 생명체에게 거주 가능한 환경을 제공할 가능성이 있으며, 이는 지구 너머의 생명체 탐사에 새로운 길을 제시할 것이라고 지적했습니다.

이 연구는 뛰어난 젊은 학자들을 위한 국가 과학 기금과 CAS의 전략적 우선 연구 프로그램 등의 재정 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/08/250806094130.htm