在海底发现的神秘“暗氧”让科学家震惊

在地球海底黑暗的深处静静地叽叽喳喳地流淌着，一种自发的化学反应正在悄悄地产生氧气，而这一切都没有生命的参与。

这一意想不到的发现颠覆了长期以来的共识光合作用生物体为了产生我们需要呼吸的氧气。

来自苏格兰海洋科学协会（SAMS）的生物地球化学家安德鲁·斯威特曼（Andrew Sweetman）及其同事在测量海底氧气含量以评估深海采矿的影响时发现了这一令人惊讶的发现。

“通过非光合作用过程发现氧气的发现要求我们重新思考地球上复杂生命的进化可能是如何起源的。说SAMS海洋科学家尼古拉斯·欧文斯（Nicholas Owens）没有参与这项研究。

“在我看来，这是近来海洋科学领域最激动人心的发现之一。

在太平洋之中，黑色、圆形的岩石在地板上撒胡椒粉。科学家的测量结果显示，在这里，在超过4,000米（13,000英尺）的深度，氧气含量缓慢但肯定地不断增加。

“当我们第一次得到这些数据时，我们认为传感器有故障，因为在深海所做的每一项研究都只看到氧气被消耗而不是产生。我们会回家重新校准传感器，但在 10 年的时间里，这些奇怪的氧气读数不断出现。解释甜心。

“我们决定采用一种备份方法，该方法的工作方式与我们使用的光电传感器不同，当两种方法都得到相同的结果时，我们知道我们正在做一些开创性且未曾想过的事情。”

为了调查这个谜团，研究人员收集了一些结核岩石，看看它们是否是实验室中这种“暗氧”产生的来源。

这些结核的散落覆盖了海底的大片区域。它们是钴、锰和镍等稀土金属的天然矿床，它们都混杂在多金属混合物中。

我们重视这些确切的金属，因为它们在电池中的使用，事实证明，这正是岩石在海底自发作用的方式。

研究人员发现，单个多金属结核产生的电压高达0.95 V。因此，当它们聚集在一起时，就像串联的电池一样，它们可以很容易地达到从水中分离氧气所需的 1.5 V 电压。电解反应.

“看来我们发现了一种天然的'地质电池'，””说西北大学化学家弗朗茨·盖格（Franz Geiger）。“这些土电池是可能解释海洋暗氧产生的基础。

虽然还有很多东西需要研究，例如多金属结核产生的氧气规模，但这一发现为深海采矿停止几十年后海洋“死区”神秘而顽固的持续存在提供了一个可能的解释。

“在2016年和2017年，海洋生物学家访问了1980年代开采的地点，发现在开采区甚至没有发现细菌。然而，在未布雷的地区，海洋生物蓬勃发展。解释盖革。

“为什么这样的'死区'会持续几十年，目前还不得而知。然而，这给海底采矿战略增加了一个重要的星号，因为在结核丰富的地区，海底动物多样性高于最多样化的热带雨林。

除了对深海采矿的这些巨大影响外，“暗氧”还引发了围绕地球上呼吸氧气生命起源的一连串新问题。

长期以来，人们一直认为古老的微生物蓝藻首先供应所需的氧气对于数十亿年前复杂生命的演化，作为光合作用的废物将阳光转化为它们的能源。

“我们现在知道，在没有光的深海中会产生氧气，”说甜心。

“因此，我认为我们需要重新审视这样的问题：有氧生活可以从哪里开始？

这项研究发表在自然地球科学.

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