在青翠的地表和富含有機物的土壤下面，生命延伸到地球深層岩石地殼數公里處。地球深層地下有可能是地球上最大的細菌和古菌庫之一，許多細菌和古菌形成了生物膜（biofilms），就像岩石表面的微生物塗層一樣。

這種微生物種群在沒有光和氧氣、有機碳源極少的情況下生存，可以通過進食或呼吸礦物質獲得能量。這些生物膜分佈在整個深層地下，根據最新的估計，這些生物膜可能佔大陸地下細菌和古生物總量的20-80%。但這些微生物種群是均勻地分佈在岩石表面，還是更喜歡在岩石中的特定礦物上繁殖？

為了回答這個問題，來自伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的研究團隊進行了研究，分析了地球深處地下環境中微生物群落的生長和分佈情況。這項工作表明，宿主岩石礦物成分驅動生物膜分佈，產生微生物生命的”熱點”。該研究發表在《微生物學前沿》上。

為了實現這項研究，研究人員來到地表下1.5 公里處的深礦微生物觀測站(DeMMO)，該觀測站位於南達科他州鉛市的一個前金礦內，現在被稱為桑福德地下研究設施(SURF)。在那裡，在地下，研究人員在富含鐵和含硫礦物的原生岩石上培育了生物膜。6個月後，研究人員利用顯微鏡、光譜學和空間建模方法分析了新生長的生物膜的微生物組成和物理特徵，以及它的分佈情況。

研究人員進行的空間分析揭示了生物膜比較密集的熱點。這些熱點與岩石中富含鐵的礦物顆粒相關，凸顯了生物膜定植的一些礦物偏好。該研究的第一作者Caitlin Casar 解釋說：“我們的結果證明了生物膜定植對岩石表面礦物的強烈空間依賴性。我們認為，這種空間依賴性是由於微生物從它們定殖的礦物中獲取能量”。

總的來說，這些結果表明，宿主岩石礦物學是生物膜分佈的關鍵驅動力，這有助於提高對地球深部大陸地下微生物分佈的估計。但領先的地下研究也可以為其他課題提供信息。

Casar 表示：“我們的研究結果可以為生物膜對全球營養循環的貢獻提供信息，同時也具有天體生物學的意義，因為這些研究結果提供了對火星模擬系統中生物量分佈的洞察力”。

事實上，地外生命可能存在於類似的地下環境中，在這種環境中，微生物既不受輻射也不受極端溫度的影響。例如，火星擁有與DeMMO的岩層類似的富含鐵和硫的成分，我們現在知道這些成分能夠推動地下微生物熱點的形成。