微生物是具有顽强生命力的生物。有些栖息在沸腾的深海热泉中。另一些则能承受足以杀死人类的辐射剂量。现在，生物学家们发现了一些顽强的细菌，它们在华盛顿州哥伦比亚河附近的玄武岩中，在地球表面以下 4500 英尺的地方繁衍生息。这些细菌完全独立于阳光世界的所有产物，包括氧气；它们显然只靠岩石和水生存。因此，它们可能会告诉我们一些关于几十亿年前，生物如何在地球上生存的信息，那时它们还没有学会通过光合作用制造食物。
细菌赖以生存的玄武岩是一层层的岩石，形成于 700 万至 1400 万年前，当时地球地壳上出现了一条裂缝，喷涌出大量的熔岩。自形成以来，玄武岩已被打破和折叠，从远处渗入裂缝的雨水，缓慢地在地下深处形成了含水层。
华盛顿州太平洋西北国家实验室的微生物学家托德·史蒂文斯 (Todd Stevens) 和地球化学家詹姆斯·麦金利 (James McKinley) 正在为能源部研究该地区，以监测附近汉福特核设施地下水中放射性废物的扩散情况。当他们对一些深层含水层进行采样时，他们惊讶地发现其中有大量的细菌。
许多微生物被证明是产甲烷菌——这种细菌利用氢气作为能量来源，将碳转化为有机化合物，包括甲烷作为副产品。对含水层的同位素分析表明，细菌从溶解在水中的二氧化碳中获取碳。问题是，似乎没有可用的氢气来源。大多数产甲烷菌从其他微生物降解植物物质中获取氢气——最终来自光合作用——但在地下 4500 英尺的含水层中找不到多少植物物质。
在他们进行研究的另一个井场发生的一次爆炸——由一些修理钻机的焊工引发——给了史蒂文斯和麦金利关于氢气来源的线索。史蒂文斯解释说：“我们发现我们实际上是通过研磨井底的岩石来产生氢气的。通过钻探，我们正在加速一个自然的反应过程。” 当两位研究人员将玄武岩样本压碎并密封在不透氧气的水容器中时，他们发现存在氢气。然后他们添加了来自含水层的细菌。这些细菌繁荣昌盛。
玄武岩和水混合产生氢气的原理仍然是个谜，但史蒂文斯和麦金利有一些初步的想法。玄武岩具有很大的能量储备，因为它含有还原铁——铁具有可以释放的电子储存。经过多年的浸泡，玄武岩中的铁可能会将其电子释放给水分子中的氧气，从而被氧化——从而释放出细菌可以在地球深处茁壮成长的氢气。史蒂文斯说：“在地表世界，无论你走到哪里，总会受到光合作用的影响。我们认为这是没有光合作用影响的地方之一。”
