就像你说的,有机体的存在生活化学复合驱逐热液喷口(化能自养生物),立即呈现句子”地球上所有生命的能量来自太阳“作为一个近似。然而,一些近似相当适合所有实用目的。然而,这个近似(即使右),有一些深刻的影响评估时生活在其他天体的可能性,就像木星的卫星欧罗巴,这是种担忧槽我介入到这一主题。

有一个非常重要的区别,使关于你的问题,这是真的

生物质,没有它的能量来自光合作用

当你描述它。但这是非常不同于“地下生物量”。特别是,以下你提到的句子:

…它is speculated that the subterranean biomass is greater than the familiar surface biomass of the earth.

是指生物质在土壤(即根,真菌,细菌,节肢动物,等等),这确实是非常大的。你也可能包括深海生态系统。但在所有这些情况下,使用的能源生物起源的光合作用,最终被太阳。能源得到那些地下生态系统的形式埋藏有机质或死亡海雪。

所以,你的问题的核心“什么是生物量的大小不它的能量来自光合作用吗?”它可以归结为:全球的分数是什么净初级生产来自chemosinthesis吗?。

我不知道任何分数的估计,但计算上限应该很简单,至少有多好是说的近似“所有的生命能量来自太阳”,并可能对全球生物化学合成多么重要最多。让我们处理一些数字:

首先考虑有多少能量用于化学合成。要做到这一点需要注意的是,没有生物可以得到它的能量来自地球内部的能量梯度,所以不是可用的能量地球内部的热量平衡。相反,它对应的能量提供给生命以化合物的形式,来自地球内部。根据Gaidos et al。在最活跃的深海热液喷口字段,它对应于0.157MJ / m ^ 2年美元(读为兆焦耳每年每平方米)。同一篇论文指出

相比之下,在上层海洋初级生产相当于315.36∼的生物能量通量MJ / m ^ 2年美元,这是只有0.01%的总能量可以在阳光下。

然而,上层海洋生态系统营养是有限的,因此在热液喷口效率可能更高。也许最有效的生态系统是热带雨林,效率在几个百分比的顺序(~ 1 - 3%)。我们正在寻找一个上限,假设在热液喷口的生态系统有一个10%的效率。这让我们有0.016MJ / m ^ 2年美元将有机物质。

现在:一公斤有多少能量的有机物?不同,但考虑到我们的目标是一个上限一个合理的典型值是~ 10(低)乔丹美元美元/公斤。

我们也需要知道表面的热液喷口。再次的目标上限,假设所有的大洋中脊上面引用的能量可用性(指的是最活跃的深海热液喷口字段)。与80000公里的大洋中脊,~ 15公里宽我们有大约1.2美元\ * 10 ^ {12}$m ^ 2美元。记住,看全球分布已知的热液喷口在下面的图中,这是最有可能大规模过高:

把所有在一起,我们为化学合成的生物质能将上限:

$ \压裂{0.016 MJ / m ^ 2年\ \ 1.2乘以10 ^ {12}m ^ 2} {10 MJ /公斤}= 1.92美元\ * 10 ^ 9公斤/年

现在,如果我们比较的1.7美元\ * 10 ^{14}公斤/年$这是由光合作用产生初级生产者。我们得到了化学合成生产最多0.001%的生物量。

也可以说,化学合成发生在热液喷口。但这些其他地方,像喷泉和温泉,要小得多。提出了其他更广泛的化学合成的生态系统,比如煤泥(地下Lithoautotrophic微生物生态系统),但即使他们存在广泛的地区,他们的工作效率将会非常小。

总而言之,这将是更正确的说,“超过99.999%的地球上的生命来自太阳的能量”。鉴于所有的估计我们做了,我不会感到惊讶如果更详细的计算将增加一些额外的“9”这个数字。