地球上存在一个地下无机营养微生物生态系统，其中的微生物通过剥离周围分子中的电子来获得能量，维持生存。氢就是一种很好的电子供体，可以为地下无机营养微生物提供能源。而一项最新研究称，在古代火星上或许也曾存在这样一个地下微生物生态系统，因为在40亿年前，火星上有充足的氢供地下微生物繁衍。
该研究由美国、加拿大和德国三国研究人员完成。他们在《地球与行星科学快报》上发表论文称，这些氢是火星地表下的水经过辐射分解后得到的。研究人员根据美国国家航空航天局“奥德赛号”火星探测器搭载的伽马射线光谱仪采集的数据，测算出火星地壳中放射性元素钍和钾的丰度，并据此推断出第三种放射性元素铀的丰度。正是这三种元素的衰变驱动了水的辐射分解。由于这些元素以恒定速率衰变，研究人员可以根据现在的数据推算出40亿年前火星地壳中这三种元素的丰度，从而计算出驱动水辐射分解的辐射通量，最终测算出古代火星地壳中的氢浓度。
根据计算结果，40亿年前，在火星地表下几公里厚的区域内，地壳中通过辐射分解产生的氢足够支撑微生物的生命，其浓度处于维持当今地球上微生物存活的浓度范围内，且这样的状态持续了数亿年。
自发现火星上有古老的河道和湖床以来，许多科学家都在探寻火星上是否曾拥有过生命，有人提出了火星地表下存在生物圈的假说。研究人员指出，新研究虽证明古代火星拥有适宜地下生命存活的条件，但这并不意味着肯定存在生命，而如果古代火星上曾存在生命，那么地表下的氢则是支持这些生命的关键要素。
研究人员表示，新发现对于未来的火星探测具有重要意义。他们的研究表明，火星冰冻圈之下被称为亚低温层高度断裂带的区域，有着古代火星上最持久的宜居环境，这一区域的物质可能会通过断层作用和陨石撞击暴露出来，将是测试火星地下生物圈假说的重要天体生物学目标。
(作者：李 毅；稿件来源：科普中国)