在地球的生命史上，大約85%的時間都有微生物的身影。有關(guān)它們活動的唯一證據(jù)保存在疊層石中。疊層石是古代地球生命結(jié)構(gòu)的記錄者，保存著造就疊層石的微生物墊社區(qū)的生物學(xué)及生長環(huán)境特征的證據(jù)。它們是多巖圓頂外形結(jié)構(gòu)，形成于淺水中，通過微生物社區(qū)捕獲沉積的顆粒。
當(dāng)捕獲了大量物質(zhì)、限制了對陽光的過濾能力時，微生物便會遷移，在老社區(qū)上方形成一個新社區(qū)。疊層石通常在湖泊和海洋礁湖中發(fā)現(xiàn)，那里的極端環(huán)境——例如高含鹽度——阻止動物活動。西澳大利亞鯊魚灣的哈美林池海洋自然保護(hù)區(qū)便是這樣一個所在，活標(biāo)本直到現(xiàn)在仍舊存在。聯(lián)合國教科文組織將其列為世界遺產(chǎn)。
美國黃石國家公園溫泉
到底是何種因素導(dǎo)致美國黃石國家公園的溫泉擁有如此美麗的顏色？答案是生命。很多微生物生活在溫泉，由于溫泉溫度較高（一般超過377℃），它們被稱之為“極端微生物”。它們的分子能夠吸收具有破壞性的光線以保護(hù)自身的DNA。此外，這些分子同樣扮演色素角色，讓溫泉擁有不同的色彩。
不同的極端微生物在不同溫度環(huán)境下繁衍生息，也就是說，特定區(qū)域的顏色由生活在那里的微生物決定。由于水流距離熱源越來越遠(yuǎn)，溫度不斷下降，溫泉便呈現(xiàn)出彩虹色。
美國加利福尼亞州莫諾湖
被稱之為“石灰華”的碳酸鈣結(jié)構(gòu)讓美國加利福尼亞州的莫諾湖給人一種地外世界的感覺。湖泊周圍的山脈形成一個閉合的水文盆地——水流入后不會流出。由于水離開莫諾湖的唯一方式就是蒸發(fā)，這里成為一個天然的超鹽性所在，鹽度是海洋的2—3倍。在漫長的歲月變遷中，淡水流和地下泉水將包括砷在內(nèi)的痕量礦物質(zhì)帶入湖泊。科學(xué)家在莫諾湖發(fā)現(xiàn)了基本生物分子，它們由細(xì)菌和砷而不是磷結(jié)合形成。這一令人吃驚的發(fā)現(xiàn)可能促使我們重新改寫生物學(xué)教科書，同時擴(kuò)大生命可以在宇宙其他地區(qū)存在的可能性。如果地球外的世界存在生命，它們可能利用環(huán)境中的類似資源。
世界上海拔最高的火山湖坐落于南美洲的安第斯山脈。它們的海拔高度和與世隔絕的存在狀態(tài)使其成為地球上最不為人所知的湖泊，此外，它們也與35億年前存在于火星上的湖泊較為相似。智利安第斯山脈的希姆巴湖海拔約5 872米，因藻類用于保護(hù)自身免遭強(qiáng)紫外線輻射侵襲的色素而呈現(xiàn)出紅色。它們漂浮在湖面附近，所處深度不足以利用湖水充當(dāng)一道天然保護(hù)屏障。天體生物學(xué)家在這里研究快速氣候變化對湖泊棲息地和生命適應(yīng)性的影響，以進(jìn)一步了解火星和地球早期環(huán)境的演化。
西澳大利亞皮爾巴拉的疊層石
在30億多年前的早期地球，這些疊層石在一個淺水池中形成，保存著地球上最古老生命的記錄。它們因微生物“殖民”形成。隨著不斷生長，微生物和水中的沉積物結(jié)合，形成巖石結(jié)構(gòu)。這些疊層石是在西澳大利亞發(fā)現(xiàn)的，共有多種不同形態(tài)，其中包括照片中展示的錐形。一塊塊錐形疊層石排列在一起，好似一個蛋格。照片中展示的結(jié)構(gòu)每一個的高度在1.2厘米左右。天體生物學(xué)家對這些謎一般的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以進(jìn)一步了解早期地球生命產(chǎn)生和進(jìn)化過程中所處的環(huán)境。
西班牙紅酒河
西班牙西南部的紅酒河長度超過100千米，河水中含有大量微粒，沿著土壤中氧化鐵的梯田流動，最后流入大西洋。盡管河水呈酸性并且含有濃度較高的鐵和其他重金屬，紅酒河卻呈現(xiàn)出令人難以置信的極端微生物多樣性，其中包括藻類和真菌。微生物生物膜在河床上拓展，上面覆蓋著黃色的氧化鐵沉淀物。由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)與火星類似，火星天體生物學(xué)研究和技術(shù)實(shí)驗(yàn)(MARTE頤目的科學(xué)家于2005年在紅酒河，測試用于在火星上鉆探以尋找地表下方生命存在跡象的設(shè)備。鉆探完全采用遠(yuǎn)程遙控，研究小組認(rèn)為在火星上成功進(jìn)行類似作業(yè)完全具有可行性。
斯瓦爾巴特群島是一座偏遠(yuǎn)的群島，坐落于挪威北部，北極圈深處。在這座群島，參加斯瓦爾巴特群島北極火星模擬遠(yuǎn)征計劃的科學(xué)家測試用于探測火星上的有機(jī)化學(xué)跡象和可能生命的方案、程序和設(shè)備。美國宇航局“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”和歐洲航天局ExoMars探測器攜帶的設(shè)備在斯瓦爾巴特群島接受AMASE項(xiàng)目組的測試。
斯瓦爾巴特群島Bockfjord Volcanic Complex地區(qū)擁有一系列獨(dú)特的火山、溫泉和永久凍結(jié)帶，是地球上唯一一個含有與在著名火星隕石ALH84001（也被稱之為“艾倫丘陵隕石”）中發(fā)現(xiàn)的相同碳酸鹽沉積物的地區(qū)。這個類似火星的環(huán)境為科學(xué)家提供了獨(dú)特的機(jī)會，用于研究水、巖石和原始生命形態(tài)之間的相互作用。
南澳大利亞弗林德斯山脈沙巖
南澳大利亞弗林德斯山脈地區(qū)，一塊尖端向上的沙巖，上面殘留著古代海床留下的波痕。澳大利亞的這一地區(qū)擁有地球上首批復(fù)雜多細(xì)胞生物的化石，這些生物大約6億年前開始在地球上出現(xiàn)。這些早期化石被稱為“埃迪卡拉動物群”，對它們進(jìn)行研究能夠幫助天體生物學(xué)家進(jìn)一步了解地球上的復(fù)雜生命是如何起源和進(jìn)化，以及類似生物是如何在其他行星上進(jìn)化的。
加拿大艾利斯摩爾島波魯普峽灣通道冰河
波魯普峽灣通道冰河坐落于加拿大高緯度北極地區(qū)的艾利斯摩爾島，天體生物學(xué)家在這里研究木衛(wèi)二“歐羅巴”上存在生命的可能性。這條冰河厚度達(dá)到200米，頂部水流中含有能夠支持微生物存在的含硫化合物。木衛(wèi)二的多冰表面與波魯普峽灣通道冰河類似，含有硫酸鹽。如果這顆衛(wèi)星上有生命存在，對這條冰河的研究有助于科學(xué)家確定如何更好地利用探測器帶回地球的數(shù)量有限的樣本。
