在冰川（厚度从不到四分之一英里到一英里甚至更深）下方的黑暗中，微生物无法依靠阳光获取能量。科学家们在12月21日于《美国国家科学院院刊》上报道称，相反，许多这些顽强的生物依靠岩石和水生存。当融水与冰川侵蚀的矿物质发生反应时，会产生微生物可以用来产生化学能的氢气。研究人员发现，从富含溶解氢的冰岛冰川溪流中采集的微生物，比从加拿大一个氢含量较低的冰川溪流中采集的微生物更能适应利用氢气。这些发现表明，类似的机制也许能在遥远的冰冷行星和卫星上维持生命。
蒙大拿州立大学博兹曼分校的微生物学家、这项新发现的合著者埃里克·博伊德说：“这个冰岛系统中的微生物群落完全适应于利用氢气作为它们的‘食物’来源。它们用它来构建生物质，构建细胞物质。”
他说，当冰川在岩石地面上摩擦时，会产生一种不稳定的硅化合物（自然界中以石英形式存在的化学化合物），这种化合物可以与水反应产生氢气，并将周围的铁（在该地区的岩石中发现）氧化成铁锈。微生物利用这些氢气和铁锈为其新陈代谢提供动力，并将大气中的二氧化碳转化为有机碳，这与植物在光合作用中的作用类似。
博伊德和他的团队从冰岛和加拿大的冰川中采集了融水样本。冰岛的Kötlujökull冰川位于卡特拉火山上方，那里富含玄武岩等火山岩。玄武岩富含铁等多种矿物质。加拿大阿尔伯塔省罗伯逊冰川下方的基岩含有石灰石、页岩和砂岩。与加拿大冰川的岩石相比，玄武岩含有更高含量的二氧化硅和铁，这意味着Kötlujökull冰川的每一次冰川研磨都会产生更多的氢气。果然，研究人员发现，流过Kötlujökull冰川下方玄武岩的融水所含溶解氢的量，大约是罗伯逊冰川水的10倍。
随后，研究人员从两个地点收集了微生物，并在冰箱中进行培养，并为它们提供了氢气和二氧化碳。来自Kötlujökull冰川沉积物的微生物数量较少，但它们比加拿大冰川的微生物更早、更大量地开始消耗养分。博伊德说：“这就像，如果我摆好了餐桌，人们需要多长时间才会出现并开始用餐？那些微生物……更频繁地接触到氢气；它们来到餐桌的时间不会像那些需要努力提升自己利用氢气能力的人那样长。”
在另一批来自冰岛的沉积物中，研究人员通过提供氢气、铁锈和二氧化碳，成功地让微生物生长。此前，以这种方式利用氢气和铁锈产生能量的细菌，仅在非常热或酸性的环境中发现，例如黄石国家公园的热泉。
地球约有十分之一的陆地面积被冰覆盖。“这是一个……我们知之甚少的巨大栖息地类型，”博伊德说。弄清楚微生物如何在这些栖息地中生存，可能有助于我们理解过去的生命是如何在地球历史上的严寒时期得以存续的。博伊德说：“你可以想象，这些冰下的环境，无论是冰川下还是冰盖下，都是在这些全球冰川时期维持生物多样性的完美绿洲。”
这些环境可以给科学家一个关于生命如何在像土星的恩克拉多斯（Enceladus）这样的冰冷天体上繁衍的 ধারণা（dharana，梵语，意为“概念”或“观点”），那里从冰冷的表面喷出水蒸气和氢气；或者在火星上，那里有与冰岛类似的玄武岩基岩层。
博伊德说：“我们认为火星表面下有水冰，所以火星地下可能存在液态水的地方。如果是这样，那里是否存在微生物在做类似的事情（比如，就像今天在冰岛发现的那样）？”
