在海底發現的神秘“暗氧”讓科學家震驚

在地球海底黑暗的深處靜靜地嘰嘰喳喳地流淌著，一種自發的化學反應正在悄悄地產生氧氣，而這一切都沒有生命的參與。

這一意想不到的發現顛覆了長期以來的共識光合作用生物體為了產生我們需要呼吸的氧氣。

來自蘇格蘭海洋科學協會（SAMS）的生物地球化學家安德魯·斯威特曼（Andrew Sweetman）及其同事在測量海底氧氣含量以評估深海采礦的影響時發現了這一令人驚訝的發現。

“通過非光合作用過程發現氧氣的發現要求我們重新思考地球上復雜生命的進化可能是如何起源的。說SAMS海洋科學家尼古拉斯·歐文斯（Nicholas Owens）沒有參與這項研究。

“在我看來，這是近來海洋科學領域最激動人心的發現之一。

在太平洋之中，黑色、圓形的巖石在地板上撒胡椒粉。科學家的測量結果顯示，在這里，在超過4,000米（13,000英尺）的深度，氧氣含量緩慢但肯定地不斷增加。

“當我們第一次得到這些數據時，我們認為傳感器有故障，因為在深海所做的每一項研究都只看到氧氣被消耗而不是產生。我們會回家重新校準傳感器，但在 10 年的時間里，這些奇怪的氧氣讀數不斷出現。解釋甜心。

“我們決定采用一種備份方法，該方法的工作方式與我們使用的光電傳感器不同，當兩種方法都得到相同的結果時，我們知道我們正在做一些開創性且未曾想過的事情。”

為了調查這個謎團，研究人員收集了一些結核巖石，看看它們是否是實驗室中這種“暗氧”產生的來源。

這些結核的散落覆蓋了海底的大片區域。它們是鈷、錳和鎳等稀土金屬的天然礦床，它們都混雜在多金屬混合物中。

我們重視這些確切的金屬，因為它們在電池中的使用，事實證明，這正是巖石在海底自發作用的方式。

研究人員發現，單個多金屬結核產生的電壓高達0.95 V。因此，當它們聚集在一起時，就像串聯的電池一樣，它們可以很容易地達到從水中分離氧氣所需的 1.5 V 電壓。電解反應.

“看來我們發現了一種天然的'地質電池'，””說西北大學化學家弗朗茨·蓋格（Franz Geiger）。“這些土電池是可能解釋海洋暗氧產生的基礎。

雖然還有很多東西需要研究，例如多金屬結核產生的氧氣規模，但這一發現為深海采礦停止幾十年后海洋“死區”神秘而頑固的持續存在提供了一個可能的解釋。

“在2016年和2017年，海洋生物學家訪問了1980年代開采的地點，發現在開采區甚至沒有發現細菌。然而，在未布雷的地區，海洋生物蓬勃發展。解釋蓋革。

“為什么這樣的'死區'會持續幾十年，目前還不得而知。然而，這給海底采礦戰略增加了一個重要的星號，因為在結核豐富的地區，海底動物多樣性高于最多樣化的熱帶雨林。

除了對深海采礦的這些巨大影響外，“暗氧”還引發了圍繞地球上呼吸氧氣生命起源的一連串新問題。

長期以來，人們一直認為古老的微生物藍藻首先供應所需的氧氣對于數十億年前復雜生命的演化，作為光合作用的廢物將陽光轉化為它們的能源。

“我們現在知道，在沒有光的深海中會產生氧氣，”說甜心。

“因此，我認為我們需要重新審視這樣的問題：有氧生活可以從哪里開始？

這項研究發表在自然地球科學.

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