南非2英里深金矿，发现无光生成 “暗氧”，生命起源神话或将改写

没有阳光的地下3公里，居然测出了氧气。2026年8月，《纽约客》记者詹姆斯·迪宁跟着一支国际科考队钻进南非莫阿布·科松金铀矿，在近2英里深的岩缝里，采到了封存超过12亿年的古盐水。水样里冒出的氧气浓度，把在场的地球化学家全都整懵了。这玩意到底从哪来的？

井下12亿年古盐水

莫阿布·科松金矿位于约翰内斯堡外几小时车程，是全球现役最深的矿之一。领队叫埃米尔·鲁夫，美国海洋生物实验室的微生物生态学家。跟他一起下矿的，还有八个来自比利时、日本、南非的科学家。

下井靠的是全球最深单井升降梯。四分钟，直降2.9公里。速度飙到每小时40英里，耳膜嗡嗡响。出了升降机换轨道小车，再走几百米，气温冲到25度以上。空气又闷又干。

采样点在一条盲巷尽头，地质学家又往下钻了300米，凿出一个封闭钻孔。管子一插，加压的古盐水就往外冒，盐度是普通海水的七倍。

这批盐水的来头才是重点，氩同位素测算显示，它在岩缝里被封了大约12亿年。追溯到那个年代，地球大气里的氧气刚刚爬到一点浓度，复杂生命影子都没有。可鲁夫团队一测，溶解氧的信号非常明显。

按照化学教科书，这不可能。氧气是个抢电子的狠角色，碰到硫化物、亚铁矿、有机质，眨眼就被吸走。地下岩层里到处是这类还原性物质，氧气不该活过几百年，更别说几十亿。

但仪器读数摆在那，要么是采样被地表空气污染了，要么就是有个稳定的"氧气工厂"一直在补货。鲁夫本人第一反应也是自我怀疑，他跟《纽约客》说，自己在阿尔伯塔查地下水那会就是这个反应，先怀疑是不是把样品弄脏了，可反复测，反复检，信号还在。

2011年，同一片威特沃特斯兰德盆地的贝阿特丽克斯金矿，挖出过一条3.6公里深的线虫，学名Halicephalobus mephisto，人称"恶魔蠕虫"。这是个多细胞真核生物。当时科学界的解释是，它可能靠残留的微量氧气苟着，现在暗氧被逮个正着，恶魔蠕虫的存在瞬间有了合理来源。

两派科学家吵起来了

氧气到底谁产的？科学界现在明显分成两派，谁也不服谁。

老派的观点叫"辐射裂解假说"。核心逻辑就是：莫阿布·科松同时挖金和铀，铀矿放射性强，岩层里的铀、钍、钾40衰变时，射线会把水分子劈开，产物之一就是氧气。这套理论从上世纪七十年代就有人提，写进了不少地球化学教材。

听上去挺顺，可鲁夫在MBL官网上撂了一句，这么多年，没有一个人在莫阿布·科松真正做过完整的实验验证，默认成立，不代表实锤成立。

而且辐射裂解有个硬伤——速度慢。铀235的半衰期七亿年，慢工出细活。产氧速率能不能顶得住地下环境里硫化物、亚铁矿物的持续消耗？没人算清楚过。

新派叫"微生物内源生成假说"，鲁夫本人是主推。他2023年在《自然·通讯》发过一篇论文，标题是氢和暗氧驱动了地下水生态系统的微生物生产力，研究地点是加拿大阿尔伯塔省地下几百米的含水层。

他们用氧同位素做示踪，地表空气里的氧，同位素比较"重"，生物代谢产生的氧，同位素明显"轻"，鲁夫团队测出来的水样，氧的同位素信号偏轻，这就把大气污染排除了。

紧接着上宏基因组，把水里所有微生物的DNA全捞一遍，发现一种叫"一氧化氮歧化酶"的基因广泛存在，这个酶能把一氧化氮拆成氮气和氧气，不需要光。2024年发在FEMS微生物生态学的综述里，鲁夫和同事们把公开的宏基因组数据翻了个底朝天，携带NOD基因的细菌横跨16个门类，拟杆菌门是主力。

而且哪怕辐射真能造出氧，为啥经过12亿年没被消耗光？必须有一个持续补给的机制，才能解释仪器上的稳定读数。这一点辐射派讲不圆，微生物派也没完全实锤，因为矿井深处的这些微生物，实验室里目前根本养不活。

南非莫阿布·科松的水样，如今被送到苏黎世联邦理工学院做三氧同位素分析。鲁夫的思路是，如果测出δ¹⁷O的非质量分馏信号，基本能锁死是微生物干的。这个结果一出，能定生死。

地下生物圈被人类小瞧了几十亿年

这事远不止争论氧气从哪来，它直接把生命演化的老剧本撕了一角。

中学生物课本讲：地球早期没氧气，后来蓝藻搞光合作用，吐出氧气，大气慢慢变氧化，这叫"大氧化事件"，发生在约24亿年前，之后有氧代谢才登场，复杂生命才有戏。

现在这个默认设置，出现了裂缝。NASA天体生物学项目和多篇同行评议文献估算，全球地壳深部生物圈的微生物总量，和整个海洋的生物量差不多是一个数量级。以前大家都当它是个厌氧的原始泥潭，暗氧一冒头，意思就变了，地下也存在稳定的有氧代谢生态位，而且可能已经默默运转了十几亿年。

2011年发在《自然》的那篇恶魔蠕虫论文，作者是比利时根特大学的Gaetan Borgonie和普林斯顿的Tullis Onstott。Onstott就是莫阿布·科松地下实验室的创始人，2021年去世。他生前带出来的最后一个博士生Devan Nisson，现在在NASA艾姆斯研究中心继续跟这条线。

Nisson在采访里明确说过，如果暗氧真在地下持续冒，那就意味着深部生物圈比原来估计的规模大，细胞数量更多，可以撑起更复杂的生态位。恶魔蠕虫从孤例，变成了一个可能存在的生物类群的代表。

那地下这套有氧代谢，起源时间点在哪？如果它比地表大氧化事件还早，那生命最初可能就不是在浅海晒太阳发家的。地表和地下，可能是两条独立平行的演化路线，各玩各的，各活各的。

找外星人的思路，可能全错了

美国宇航局这些年找外星生命的标准套路——找液态水，找阳光可及的表层环境，找类地行星宜居带。火星探测器扒表土，好奇号、毅力号翻沙子。木卫二欧罗巴的冰壳下面有海，大家盯着；土卫二恩克拉多斯喷羽流，大家追着测。

这套逻辑背后有个默认前提，没光就没氧，没氧就没有复杂生命，所以探测策略永远围着"光"打转。

现在这个前提松动了，假如南非金矿的暗氧机制被坐实，不管是辐射裂解还是微生物歧化，那意味着什么？只要一颗星球具备三样东西：地下水、放射性矿物、微生物模板，就有可能在完全没有阳光的岩层深处，自发产生足够微生物活下去的氧气。

火星是最直接的受益者，表面辐射爆炸、水都没了、大气稀薄，以前研究者觉得火星要还有生命，得在冰盖下的液态水湖里找，现在思路可以扩一圈，火星地壳深处，只要有放射性岩层夹着卤水，就是重点候选区，2018年欧空局用雷达在火星南极冰盖下真发现过疑似液态水信号，这类目标的优先级会往上提。

木卫二和土卫二也一样，它们冰下海洋的水岩接触面，可能就是暗氧工厂，以前学界押注热液喷口，认为那是唯一能量来源，现在得加一条，放射性驱动的水裂解，叠加微生物代谢，可能给冰下生态提供第二套能量系统。

NASA那边已经在动了。前面提到的Nisson现在就在艾姆斯做这方向的研究，火星、冰卫星的地下探测方案，都在重新评估。

但也别激动过头，因为微量氧不等于生命，莫阿布·科松测出的溶解氧浓度非常低，大概0.09微摩尔每升的量级，比家里鱼缸低几个数量级。这个水平能养微生物，养不了鲸鱼。外星地下就算有暗氧，顶天也就是撑起一个微生物级的生态，别指望有小绿人。

而且信号识别难，地表氧气可以靠望远镜远程测大气光谱，地下几公里的微量氧气，现在只能靠着陆器钻孔取样，这意味着深空任务成本要飙，周期要拉长，不少行星科学家已经在《自然》和《科学》上撰文呼吁，别急着重新分配预算，等地球端把机制搞清楚再动。

不过大方向已经变了。生命的搜索半径，从行星表面扩展到行星内部。这个范式转换，可能是过去三十年天体生物学最大的一次调整。

地下3公里的黑暗里，凭空冒出的氧气，到底是石头的功劳，还是生命的手笔？这个答案一旦揭晓，人类几百年来关于"生命必须晒太阳"的直觉，可能就真的要被扔进历史垃圾桶。如果有一天真在火星岩层里挖到会喘气的小虫子，我们该怎么跟中学生物老师交代？