放射线是什么（哥斯拉的故乡）

近年来，发现了未知的生态系统，受到了关注。在我们脚下，地下数公里的深度里，存在着大量的微生物群。不用说日光也不会照射到那里，来自地表和海洋生物的物质也无法到达。那么生态系统到底是以什么为能源而生存下来的呢。

这样的生态系统，好像是靠地下放射性物质的辐射来维持的。如果是真的，那就是原子能生态系统的发现。

遍布地下的生态系统

生命到处蔓延着。从酷暑、严寒、空气稀薄的高山到高压的深海，在极端的环境中也有生命在蠕动着。仔细一看，总觉得在这样的地方生命是无法生存的，在那里会发现原住民。

2006年又从新的地方发现了生命，生命的活动范围被更新了。从地面挖掘的深度2.8km的洞中提取的地下水中发现了微生物*1

。立刻就能读取DNA排列，知道是被称为“菲尔密斯门”的细菌的同类。另外海底的地下也发现了从海洋生态系统独立出来的微生物集团。

根据某个推测，加上这些，地下约有10^30只微生物居住，占比等于地球全生命质量。这个量很大。地下居然有这样的邻居，真让人吃惊。

在那之前，从地下发现的微生物的记录，至多只有1km深。而且，这些浅的地方的微生物村落和地上的生态系统有着联系，可以认为是与地上的生物基本相同的食物来维持生命的。也就是说，这种能量的来源是太阳光。

地上的生态系统，不用说也把太阳光作为能源。进行光合作用的植物，从二氧化碳中生产碳水化合物等化学能源高的物质，动物等吃那个植物，其他生物吃那个，那样生态系统的全部的生命能源被分配。

但是，在深度数公里的地方，来自地上生态系统的物质无法到达。被封锁在那里的生态系统，至少在过去数百万年间，被认为是在没有来自地上的补给的情况下维持的。

这么庞大的生命，到底是靠什么、什么样的能源来维持的呢。

2021年2月26日，瑞典约特博利大学的贾斯廷·索瓦齐博士等研究小组在《自然通信》杂志上发表了“通过水的辐射分解对海洋沉积物中的生命做出贡献”的研究结果，实验结果表明，在海底挖洞采集岩石，和水一起放上阿尔法射线和伽马射线等放射线后，氢分子大量产生。恐怕岩石作为某种触媒起作用，帮助氢分子的产生吧总觉得是炼金术的有趣实验。）

另一个研究小组，加拿大多伦多大学的巴巴拉・夏伍德・罗勒教授等人，于2021年2月1日，在加拿大的岩盘地下2.4km处采集到的地下水中发表了发现了蚁酸、醋酸等有机化合物（含碳化合物）

这种有机化合物并非来源于地表生态系统，而是由放射线能量产生的地下化学反应。

氢分子和有机分子，和这些分子的化学反应产生的物质，对某种微生物来说是营养源。这种微生物会以氢分子和有机分子为诱饵大口地食用并繁殖。这样的话，其他的微生物就可以作为饵料来食用并繁殖，各种各样的生命也可以受到能量的分配。

在地下，微量存在着铀238、氚232、钾40等放射性原子核。那些不稳定的原子核，花费了几亿年的时间，一边放射线一边慢慢地崩溃。

如果那个放射线意外地高效率地生产氢分子和有机化合物的话，微生物群集也许能吃得下去。也就是说，地下的生态系统也许是由地下的原子核崩溃所构成的。这可以说是由原子能维持的生态系统。

放射线是什么来着？

原子这个颗粒的中心有原子核这个更小的颗粒。原子核是由叫做“阳子”的颗粒和叫做“中子”的粒子几个～数百个聚集而成的。

原子核的种类（核素）由质子和中子的数量决定。某种原子核天生就不稳定，过了一段时间就会坏掉变成别的原子核。原子核的破坏被称为“崩溃”或“怀变”。

核素中也有极端不稳定的物质，那样的核子在出生的时候就会崩溃，所以在地下是看不到的。

核素的稳定性从“半衰期”就可以知道。半衰期是到那个核素的集体崩溃减半为止的时间。半衰期短的核素不稳定，长得比较稳定真正稳定的核素不会崩溃。）

在地下也能发现，相对稳定的核素有铀238（半衰期45亿年）、氚232（半衰期140亿年）、钾40（半衰期12亿年）等。因为铀238的半衰期接近地球年龄的46亿年，46亿年前宇宙的尘埃和气体聚集制作地球的时候混合的铀238，现在减少到一半。

随着原子核的崩溃而飞出的高能量粒子叫做放射线。有阿尔法线、贝塔线、伽马线等种类。

阿尔法射线是由2个中子和2个质子粘在一起的颗粒飞出的物质。这个颗粒被称为α粒子，也是氦的原子核。从地下泄漏出来的氦气是地下放射性物质产生的α粒子的结果。

β射线是β粒子飞出，不过，β粒子的原形是电子。电子是原子中包含的普通粒子，随着原子核崩溃而飞出的电子能量高，速度可以与光速匹敌。

人们可能会认为，不叫α粒子或β粒子，而叫氦原子核和电子就可以了，但这些名字是放射线还不清楚原形时命名的名字，根据历史的经过而得名。

顺便说一下，发现并命名阿尔法射线和贝塔线的是阿内斯托·拉扎福德（1871-1937）。反正要用更有个性的名字就好了，但是像“1号放射线”和“2号放射线”这样没意思的名字被取了，很遗憾。

伽玛射线是电磁波。可见光、红外线和电波也是电磁波，但是伽玛射线和这些相比能量高出很多。

顺便说一下，发现伽马线的是保罗・维尔（1860-1934），不知什么原因，拉萨福德突然冒出来取了名字。而且加上这个名字的话，就像“3号放射线”一样没意思。为什么要那样做呢。

把这些放射线放在普通的水里的话，即使没有岩石等地触媒，水分子也会分解产生一定程度的氢分子。这种现象被称为放射线分解，是自古以来就为人所知的现象。

α粒子和β粒子带着电，这个通过物质中的时候，从前进的道路上的分子弹飞电子，破坏分子伽玛射线和物质反应后会产生高能量的电子和阳电子，结果会产生和β射线相同的结果。）

结果，从放射性物质发射的这些放射线，在水分子多的地方分解水，形成氢分子和过氧化氢分子。

接下来是火星！

地下的生态系统本身就很有魅力，但是特别有意思的是应用于宇宙生物学。

目前，生命被发现（甚至到处）的天体只有地球。

但是，火星等其他行星和恩凯拉多斯等卫星，以及环绕其他恒星的行星，也不一定没有生命。怎样的环境的天体能存在生命和生态系统，是认真讨论的对象。

目前，表面被液体水覆盖的行星被认为是寄宿生命的候补天体。

但是，如果存在由放射线维持的地下生态系统的话，突然生命候补天体就会增加。

例如火星表面现在干燥不堪，但地下可能存在盐水（图：从海尔火山口中央突起流出来的水）。

推测火星上有和地球差不多程度的放射性物质。也许，在火星的地下，也存在着像地球一样的原子能生态系统。令人期待。

尽管如此，挖掘地面后发现了庞大的生态系统，发现了它是靠放射线维持的，连宇宙生物学也有关联，科学在哪里埋着什么也不知道。