在智利阿塔卡馬沙漠幾乎無人居住的地表深處發現了豐富多樣的細菌群落。發現這些細菌群落的研究人員說，它們很可能有19,000 年的歷史，甚至可能與火星上的微生物生命有關。

智利北部的阿塔卡馬沙漠是世界上最乾燥的非極地沙漠，這裡的動植物種類極少。由於通常十年才降一次雨，這片沙漠非常乾燥，以至於美國國家航空暨太空總署（NASA）將其作為火星地形的替身。但是，在這乾涸的地表下生活著什麼呢？新的研究表明，它非常小，數量非常多，而且非常古老。

雖然阿塔卡馬沙漠的乾旱意味著高等生物稀少，但眾所周知，多種多樣的細菌在這裡的土壤中占主導地位。不過，研究人員的目標是深入研究，看看地表下一公尺多（3.3 英尺）的地方生活著哪些種類的微生物。

阿塔卡馬沙漠最乾燥的地方之一–永蓋山谷（Yungay Valley）一個龜裂的窪地盧卡斯-霍斯特曼/德國波茨坦聯邦理工學院

他們選擇的地點位於雲蓋山谷的一個普拉亞（playa）地區，這是沙漠超乾旱核心地區最乾燥的地方之一。普拉亞是曾經包含地表水體的窪地或盆地；它們本質上是乾涸的湖床。在其他地方，礦物石膏和無水石膏通常靠近地表，在上部50 厘米/20 英寸的範圍內，而在普雷亞地區，它們被埋在大約2 米/6.6 英尺的深處。相反，無水石膏遇水後會轉化為石膏。

當他們挖掘到地下4.2 公尺/13.8 英尺深處時，研究人員發現了石膏、無水石膏和海綠石（俗稱岩鹽）等鹽類堆積物，以及陽離子（鈉、鈣）和陰離子（硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物）。

根據地下深度繪製的礦物、陽離子和陰離子豐度圖Horstmann 等人

研究人員說：”深度為184 公分（72.4 英吋）的剖面上半部主要由淤泥沉積物組成，間或有薄沙層。在184 公分至230 公分（90.6 英吋）深度之間，沉積物過渡到較粗的質地，包括沙子和卵石。

他們使用無脊椎動物衍生DNA（iDNA）分析，並將其與地球化學分析（X 射線衍射和離子色譜）進行比較，以研究地下的微生物學。基因定序揭示了不同地層中豐富多樣的微生物群落。

大部分序列被歸類為細菌；0.5%為古細菌，古細菌是一種結構與細菌相似但在演化過程中截然不同的單細胞微生物。古細菌被認為是介於細菌和真核生物或含有DNA 的細胞含有獨特細胞核的生物之間的一個古老群體。三個細菌群（門）占主導地位，佔遺傳序列的90% 以上：放線菌屬（Actinobacteria）、固形菌屬（Firmicutes）和變形菌屬（Proteobacteria）。

不同地下深度的微生物組成

在深度為2 至5 公分（0.8 至2 英吋）的最上層沉積物中，放線菌佔微生物總數的95%。固著菌的比例很高，從40 公分/15.7 英吋深度的47% 到30 公分/11.8 英吋深度的93%。只有在70 公分/27.6 吋處，才出現了較低的固著菌相對豐度（34%），在200 公分/78.7 吋以下則明顯下降。在200 公分以下的沉積物中，微生物群落仍以放線菌為主，深度達4.2 公尺。

從生態學角度來看，窪地沉積相對較新；沉積開始於約1.9 萬年前。然而，沖積層沉積的年代要久遠得多，4.2 公尺的深度可以追溯到380 萬年前。研究人員認為，他們發現的放線菌群落可能在”早期”就已經在土壤中定植，然後被埋藏在沖積層下。這可能意味著，先前未知的深層生物圈將在極度乾旱的沙漠土壤中無限向下延伸。

鏈黴菌是最大的放射線菌屬疾病預防控制中心/戴維-貝爾德博士

研究最引人注目的發現之一是，微生物出現在200 公分以下的沉積物中，在這些沉積物中，窪地過渡到由河道或沖積平原上沉積的礫石、沙、粉砂或粘土組成的沖積層。原以為這些深度的微生物多樣性和豐度會較低，但事實並非如此。在阿塔卡馬沙漠，石膏已經被證明可以支持微生物群落。研究人員認為，在這裡，較深的石膏沉積物透過提供水分或增加沙漠高乾旱土壤的保水性，在微生物多樣性方面發揮了至關重要的作用。

研究人員說：”儘管石膏在所有沙漠的次表層可能並不普遍，但這種次表層生態位的存在可能表明，全球沙漠的多樣性迄今被低估了，在特定情況下，次表層群落可以在地球上最乾旱地方的最深層持續存在。

文章開頭提到，美國國家航空暨太空總署把阿塔卡馬沙漠當作火星的代表。那麼，火星也有石膏礦床。那麼，火星上的石膏會不會也是火星上微生物生命的水源呢？

該研究發表在《PNAS Nexus》雜誌。