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《史密森尼（Smithsonian）》雜志，隸屬于美國(guó)史密森尼學(xué)會(huì),，該學(xué)會(huì) 1846 年成立,。《史密森尼（Smithsonian）》雜志是美國(guó)華盛頓特區(qū)的史密森學(xué)會(huì)官方發(fā)行刊物,，于 1970 年出版第一期雜志,。

索羅,，一位專注洞穴研究的洞穴學(xué)家，同時(shí)擔(dān)任La Venta 地理探險(xiǎn)協(xié)會(huì)的領(lǐng)軍人物,，他跨越國(guó)界與美國(guó)宇航局和歐洲航天局?jǐn)y手合作,，致力于宇航員的行星探索訓(xùn)練工作。他每天花數(shù)小時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)的照片和視頻,，這些豐富的信息,，不僅讓研究人員得以追蹤洞穴的形成過(guò)程與具體位置，也提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì),，使科學(xué)家有機(jī)會(huì)深入探究未經(jīng)生命物質(zhì)觸碰的洞穴深處：在前所未有的細(xì)節(jié)層面,，觀察冷卻過(guò)程、礦物生成以及這些環(huán)境中早期微生物群落的誕生,。

穿著冶金用“冷卻服”的洞穴學(xué)家

1994 年,，洞穴學(xué)家研究了意大利埃特納火山噴發(fā)后形成的熔巖管。研究人員在火山噴發(fā)停止近一年后進(jìn)入熔巖管,，發(fā)現(xiàn)里面盡管余溫高達(dá) 158℃,，卻存在著罕見(jiàn)的晶體與礦物。然而,，六個(gè)月后回到實(shí)驗(yàn)室時(shí),，這些亞穩(wěn)態(tài)的礦物已經(jīng)因?yàn)闇囟鹊慕档头纸庀Вe(cuò)失了詳細(xì)研究的機(jī)會(huì),。這次經(jīng)歷深刻體現(xiàn)了在極端環(huán)境中進(jìn)行快速樣本采集并及時(shí)表征的重要性,。

為了準(zhǔn)備進(jìn)入冰島的新洞穴，索羅及其團(tuán)隊(duì)需要掌握洞穴形成的具體位置,，以及哪些通道最為簡(jiǎn)單安全,。在國(guó)家地理學(xué)會(huì)的資助下，于 2021 年 9 月,，即在火山停止噴發(fā)大約一周后,，索羅團(tuán)隊(duì)接近這座火山。他們運(yùn)用精心繪制的地圖,，成功確定了地表的“天窗點(diǎn)”——這些點(diǎn)極有可能是新形成的洞穴入口,。研究團(tuán)隊(duì)在該區(qū)域放置一架搭載熱成像攝像機(jī)的無(wú)人機(jī)，細(xì)致地記錄下火山不同區(qū)域的溫度數(shù)據(jù),。

1.研究人員操作一架配備有激光雷達(dá)掃描儀的無(wú)人機(jī),，對(duì)熔巖管網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精細(xì)的三維繪圖

鑒于一些礦物會(huì)隨著時(shí)間改變或消失，這一次在冰島法格拉達(dá)爾火山,，為了避免出現(xiàn)類(lèi)似情況,，研究人員攜帶飛納臺(tái)式掃描電鏡大樣品室卓越版 Phenom XL G2，將其安置在火山旁邊的帳篷內(nèi),，使用發(fā)電機(jī)以維持掃描電鏡正常運(yùn)行,。

“環(huán)境條件非常惡劣,，記得有一次突如其來(lái)的降雨，帳篷內(nèi)積流成河,。我把電源設(shè)備放置在地板上,，所幸水流繞過(guò)了它，”工作人員回憶道,。

2.在火山旁,，研究人員依靠這臺(tái)飛納臺(tái)式掃描電鏡進(jìn)行礦物分析，這對(duì)火山口生態(tài)系統(tǒng)和生命起源的研究具有重要的價(jià)值,。

2022 年 5 月,，通過(guò)熱成像攝像機(jī)傳回的數(shù)據(jù)顯示，里面的溫度仍然高達(dá) 900℃,。索羅描述了他們所遇到的情景：“空氣仿佛在燃燒,，一股熱浪撲面而來(lái)。而外面的風(fēng)卻寒冷刺骨,，這種內(nèi)外溫差所形成的鮮明對(duì)比,，簡(jiǎn)直令人難以置信?！?/p>

研究人員穿過(guò)一條 1000 英尺長(zhǎng)的熔巖管

（地球上最年輕的洞穴之一）

“空氣溫度在一米之內(nèi)就能從 100℃ 驟升至 200℃,，”索羅描述道。索羅進(jìn)入的管道中,，洞穴墻壁在發(fā)光,，溫度接近 600℃（1100華氏度）?！斑@是我見(jiàn)過(guò)的最為震撼的景象之一,，”他感慨道。

索羅團(tuán)隊(duì)的研究主要集中在兩個(gè)領(lǐng)域：首先,，他們熱衷于探索洞穴內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的礦物,，尤其是那些在洞壁及其他巖石表面逐漸形成的獨(dú)特礦物,。其次,，他們期待揭示這些極端環(huán)境何時(shí)成為微生物群落的領(lǐng)地，并鑒定出哪些微生物在此類(lèi)環(huán)境中能夠繁衍生息,。深入探究這些新生洞穴如何逐步孕育生命,，不僅有助于科研人員對(duì)地球生命發(fā)展過(guò)程的認(rèn)知更加完善，而且對(duì)于科研人員在其他行星,，如火星上尋找生命跡象的工作具有重要的指導(dǎo)意義,。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些微生物通常能夠通過(guò)氧化無(wú)機(jī)物質(zhì)（如硫,、鐵和銅）來(lái)獲取能量,。

在考察現(xiàn)場(chǎng),，Phenom XL 飛納臺(tái)式掃描電鏡對(duì)于快速識(shí)別和分析礦物樣本起到了非常重要的作用：

研究人員在洞穴表面的裂隙與凹槽中發(fā)現(xiàn)了各種礦物?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)了這種美麗的礦物,，有白色的、綠色的,、藍(lán)色的等等,。”南佛羅里達(dá)大學(xué)的礦物學(xué)家博格丹·奧納克回憶道,。研究人員用無(wú)菌刮刀刮下樣本,，并將其放置在真空密封袋中。收集樣本后,，索羅及其同事們便回到帳篷中,，利用飛納臺(tái)式電鏡的圖像來(lái)確定樣本的化學(xué)構(gòu)成，他們通常能在半小時(shí)內(nèi)識(shí)別出礦物,，極大地提高了樣本采集和分析的效率,。

研究人員在飛納臺(tái)式掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)幾種稀有礦物

追尋微生物的繁殖路徑，將幫助科學(xué)家在宇宙中尋找生命,。索羅提問(wèn)：“既然地球上一些特定的微生物能在熔巖管道中迅速繁衍,，那么在火星上為何不能上演同樣的生命奇跡呢？”

從內(nèi)部觀察一個(gè)已經(jīng)坍塌的熔巖管

美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心 NASA 天體生物學(xué)研究所所長(zhǎng)佩內(nèi)洛普·博斯頓博士將熔巖管形容為“太陽(yáng)系其他天體可能存在現(xiàn)象的縮影”,?；鹕交顒?dòng)并不僅限于地球和火星，即便是在木星的衛(wèi)星之一IO上,，也能觀察到活躍的火山活動(dòng),。這表明，太陽(yáng)系外的行星和衛(wèi)星同樣可能存在火山以及熔巖管,。因此,，博斯頓博士認(rèn)為索羅正在研究的洞穴具有很高的參考價(jià)值。

01洞穴內(nèi)一個(gè)已經(jīng)凝固的小熔巖湖

02.繩狀熔巖（熔巖流表面構(gòu)造）

03.洞穴入口附近的墻壁細(xì)節(jié)

法格拉達(dá)爾火山的噴發(fā)雖然已經(jīng)平息,，索羅對(duì)冰島其他火山的動(dòng)態(tài)依然保持著濃厚的興趣,。今年 3 月，雷克雅內(nèi)斯半島上的 Hagafell 山,，距離法格拉達(dá)爾僅幾英里之遙,，突然開(kāi)始了新的噴發(fā)。索羅望著那片火山噴發(fā)的壯麗景象,，心中沉思：“新的熔巖管道正在形成,。”這些神秘莫測(cè)的洞穴，或許將成為他下一次探險(xiǎn)的目的地,。