地球微生物學

微生物已知會通過改變地下水的溶解速率來影響含水层。在岩溶地貌的愛德華兹含水層中，微生物在含水層表面生長繁殖，加速了所在岩石的溶解速率 [8]

在地球上最大的含水層——海洋地殼含水層中，[9]微生物群落可以影響海洋生產力，海水中化學以及地圈中的地球化學循環。岩石的礦物組成會影響這些海底微生物群落的組成和豐度。[10]通過生物修復，一些微生物可以幫助去除受廢棄物污染的含水層淡水資源中的污染物。

两位科学家正在準備混有石油的土壤樣本，以测试微生物清理受污染土壤的能力。

微生物修復技術可用於去除土壤中的污染物和致汙物。微生物在許多生物地球化學循環中起著關鍵作用，可以影響各種土壤特性，例如礦物質和金屬物種的生物轉化、毒性、流動性、礦物沉澱和溶解。微生物在土壤中固定各種元素和進行解毒，例如金屬、放射性同位素、硫和磷等。共有十三種優先污染物，包括Sb、As、Be、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Se、Ag、Tl、Zn、Hg。[2]土壤和沉積物可作爲來自天然，如岩石和礦物，或是人爲源頭，如農業、工業、礦業、廢物處理等的金屬污染物的匯。

许多重金属，例如铬（Cr），在低浓度下是土壤中必需的微量营养素，但在高浓度下肯會有毒性。重金属通过許多人爲來源，例如工业和肥料等添加到土壤中。重金属与微生物的相互作用可能會增加或减少其毒性。铬的毒性、流动性和生物利用度取决于其氧化态。[14]最常见的兩種铬物種是Cr(III)和Cr(VI)。Cr(VI)有高流动性、生物利用度，对动植物更具毒性，而Cr(III) 毒性較低，流動性較低，在pH大於6的土壤中容易沉淀。[15]利用微生物促进Cr(VI)向Cr(III)转化是一种环境友好、低成本的生物修复技术，有助减轻环境中毒性。[16]

地球微生物学的另一个应用是生物浸出，即利用微生物从矿山废料中提取金属。例如，硫酸盐还原菌（SRB）产出H₂S，将金属沉淀为金属硫化物。這個过程可以從矿山废料中去除重金属，这是与酸性矿山排水相关的重要环境问题之一。[17]

生物修复技术也廣用於受污染的地表水和地下水，這些污染通常與酸性矿山排水有關。研究表明，硫酸盐还原菌等微生物产生的碳酸氢盐会增加碱度，以中和矿山排水的酸度。[5]氢离子被消耗，同时产生碳酸氢盐，可令pH值升高（即酸度降低）。[18]

微生物的代谢过程可以影响油氣儲層的质量。[19]微生物可以通過存在於沉積物形成時期或在烃類生成之後在岩石柱在分散并在儲藏或源層中定殖，來影響烃類的形成。