Friday geological
文字：林玉詩 (中山大學海洋科學系；yushih@mail.nsysu.edu.tw)
插圖：林佩禎 (台灣大學地質科學系)
自從布里斯托大學的 John Parkes 在 2000 年於《水文地質期刊》發表了著名的海洋沉積物中「微生物細胞數分布之於深度的關係（以下簡稱帕氏線，Parkes' relationship）」之後，利用新分析方法或是更多樣的沉積物標本對這張關係圖進行修正，就成了對海洋「地下生物圈（deep biosphere）」感興趣的科學家們終極的命題。
打破海洋鑽探深度的岩心
由於海洋地下生物圈的研究受限於海洋深鑽的技術，2000 年研究深度僅達 842 公尺，在 2008 年向下拓展至1626 公尺，而在 Inagaki 等人於 2015 年發表的文章中，再次向海底推展至約 2500 公尺深處。
打破海洋鑽探深度的岩心
在本篇文章中，科學家們研究日本下北半島外海一個特殊的海底環境 – 位於海底深處約 2 公里處的煤層，此一煤層年代為漸新世至中新世，同類型的第三紀石油系統在世界各地均有分布。雖然整個研究的工作假設是：富含有機質的含煤層應會刺激異營性微生物的作用，造就一個「海床底下的綠洲」，但研究結果發現，雖然煤層比上下穿插的沉積層含有較高的細胞數量，但整體而言，該環境細胞數量比帕氏線推估的理論細胞數量還低。科學家們認為可能隨著深度增加，溫壓條件隨之改變，細胞必須花費更多的能量成本在「修房子（修補損傷的生物分子）」，因此微生物數量也隨之減少。此外，微生物組成分析發現，含煤層與鄰近沉積層以陸域型（如土壤）微生物為主，暗示這些陸域沉積物經過幾千萬年來的沉降與深埋，仍能保有過去的微生物組成。
科學家們更透過氣體組成、生物分子分析與微生物同位素標定實驗等，證明這個含煤沉積層的微生物仍具有活性。目前有數個研究團隊正針對這個地下生物圈的微生物代謝過程，特別是與煤炭降解相關的作用，作進一步的研究。
主題資料來源：
主題資料來源： Inagaki et al. (2015) Exploring deep microbial life in coal-bearing sediment down to ~2.5 km below the ocean floor. Science, 349, 420-424. http://www.sciencemag.org/content/349/6246/420.
其他參考文獻：
Parkes et al.(2000) Recent studies on bacterial populations in subseafloor sediments: A review. Hydrogeology Journal, 8, 11-28.
Roussel et al. (2008) Extending the sub-sea-floor biosphere. Science, 320, 1046.
李長之等人 (2009) 台灣第三紀的石油系統。礦冶 54，97-114 頁。
