摘要：在地球表面，岩石和矿物地层的深处隐藏着秘密的光彩。在黑光下，化学物质在粉红色，蓝色和绿色的鲜艳色调中被化石。科学家正在使用这些荧光特征来了解洞穴的形成以及在极端甚至外星环境中支撑生活的条件。...

地球表面下方，岩石和矿物地层深处隐藏着秘密的光彩。在黑光下，化学物质在粉红色，蓝色和绿色的鲜艳色调中被化石。科学家正在使用这些荧光特征来了解洞穴的形成方式以及如何在极端环境中支撑生活，这可能揭示了生活如何在遥远的地方（例如木星的冰上月亮欧罗巴）持续存在。

研究人员将在美国化学学会（ACS）的春季会议上介绍他们的结果。

事实证明，南达科他州的风洞的化学反应可能与欧罗巴这样的地方类似，并且更容易到达。这就是为什么天文学家约书亚·塞布里（Joshua Sebree）是爱荷华州北部大学的教授，在这些黑暗，寒冷的条件下，在地下进行了数百英尺的地下研究。

他解释说：“整个项目的目的是试图更好地理解地下化学反应，这告诉我们如何支持生活。”

随着塞布里（Sebree）和他的学生开始冒险进入风洞的新区域和美国其他洞穴，他们绘制了他们发现的岩层，通道，溪流，溪流和生物。当他们探索时，他们也带来了黑灯（紫外线），看着岩石中的矿物质。

在黑光下，洞穴的某些区域似乎变成了超凡脱俗的东西，因为周围岩石的一部分在不同的色调中发光。得益于数百万年前在地球内产生的杂质（几乎化学化石），色调与不同的有机或无机化合物的浓度和类型相对应。这些闪亮的石头通常表明水曾经将矿物从表面降落。

塞布里说：“墙壁看上去完全是空白的，没有任何有趣的东西。” “但是，当我们打开黑灯时，曾经只是纯褐色的墙壁变成了荧光矿物的明亮层，这表明水池曾经是10,000或20，000年前。”

通常，要了解洞穴特征的化学构成，将去除岩石样品并将其带回实验室。但是，塞布里（Sebree）和他的团队收集了荧光光谱（就像化学构成的指纹），在他们的探险中使用便携式光谱仪进行了不同的表面。这样，他们可以随身携带信息，但将洞穴留在后面并完好无损。

大学的本科生安娜·范·韦德（Anna van der Weide）陪同塞布里（Sebree）进行了一些探索。使用该野外工作期间收集的信息，她正在建立公开访问的荧光指纹清单，以帮助为传统的洞穴地图提供更多信息，并描绘出其历史和编队的更完整的图片。

额外的本科生为这项研究做出了贡献。杰奎琳·赫吉（Jacqueline Heggen）正在进一步探索这些洞穴，作为天文学极端粒子的模拟环境。乔丹·霍洛威（Jordan Holloway）正在开发一个自主光谱仪，以使测量变得更加容易，甚至为将来的外星任务提供了可能。西莉亚·兰格莫（Celia Langemo）正在研究生物识别技术，以确保极端环境的探险家安全。这三个学生还在2025年春季ACS介绍他们的发现。

在洞穴中进行科学并非没有挑战。例如，在明尼苏达州的神秘洞穴的48度华氏度（9度摄氏）温度中，该团队不得不将光谱仪的电池埋在手动器中，以防止它们死亡。在其他时候，为了到达感兴趣的区域，科学家不得不在宽度（30厘米）宽的空间中挤压数百英尺，有时在此过程中会失去鞋子（或裤子）。或者，他们必须在冷冻洞穴水中屈膝才能进行测量，并希望他们的乐器不会意外游泳。

但是，尽管有这些障碍，但洞穴已经揭示了很多信息。在风洞中，团队发现富含锰的水雕刻了洞穴，并在内部生产了条纹斑马方解石，在黑光下闪闪发光的粉红色。刻矿在地下生长，由富含锰的水喂养。塞布里（Sebree）认为，当这些岩石破碎时，由于方解石比石灰石弱也包含洞穴，方解石也努力扩大洞穴。他说：“这与以前看过的洞穴形成机制截然不同。”

独特的研究条件为Van der Weide提供了令人难忘的体验。她总结说：“看到如何在现场应用科学并了解如何在这些环境中运作，真是太酷了。”

将来，Sebree希望通过将荧光技术与传统的破坏性技术进行比较，以进一步确认荧光技术的准确性。他还想调查洞穴水，这些水也荧光，以了解地球表面的生命如何影响地下的生命，并与他的天体生物学根源重新连接，了解相似的，富含矿物质的水如何支持我们太阳系远处的生命。

该研究由美国宇航局和爱荷华州太空资助财团资助。