发现“黑氧”的科学家多年来一直忽视它。原因如下。

孩子们总是问“为什么？当他们第一次体验事物时，想要了解更多信息是很自然的。但随着孩子长大成人，他们往往会忽视挑战他们经验和理解的新事物。

当我在深海中发现氧气生产源时，这就是发生在我身上的事情——但九年来一直忽视它。

2013 年，我正在进行实验，以测量 2013 年太平洋 Clarion-Clipperton 区的海底碳循环。我将着陆器系统（用于携带科学设备的遥控平台）部署到 4,000 米的深度，它回来时里面有气泡。

这是非常不寻常的，所以两年后，当我们回到同一个地点时，我带了一些 optodes（氧传感器）。

这些是用来测量耗氧量的，但它们却向我展示了氧气的产生量，这与我的预期完全相反。我没有质疑我为什么会得到这些结果，而是将读数视为传感器故障的结果。

我们从很小的时候就被教导，氧气只能通过光合作用产生，而这需要光——在海面以下数千米的地方，光是供不应求的。

直到 2021 年，当我用第二种方法测量氧气产生时，我才意识到我们发现了一些特殊的东西：暗氧——在没有阳光的情况下产生的氧气。

2024 年夏天，我和我的团队发表了我们的发现在《自然地球科学》杂志上。

暗氧的发现改变了我们对深海和地球上潜在生命的理解。但我们仍然不确定这种氧气是如何产生的，产生到什么程度，以及它是否对它产生的深海生态系统具有生态意义。

在我们的论文中，我们认为来源可能是多金属结核，即由许多不同的金属（包括锰）组成的岩石状结构，当与海水相互作用时，它们会产生电位差异。

我们提出，这些可以产生足以将海水分成氢气和氧气的电压。一项新的中国研究刚刚表明，当这些锰结核形成时，可能会产生氧气。

更多“为什么”问题

今年，感谢日本财团的资助，我们将探讨其中的一些科学问题。如果我们证明在没有光合作用的情况下可以产生氧气，那么这一发现也将改变我们看待其他行星上生命可能性的方式。

事实上，我们已经在与 NASA 的专家进行对话，他们认为暗氧可以重塑我们对其他海洋世界（如土卫二和木卫二）上生命如何维持的理解，这些卫星的冰壳限制了阳光穿透到下面的海洋。

我们还在分析太平洋中部黑氧的潜力，并开发专门建造的自主着陆器或钻井平台。这将是英国首次有机会在 6,000 米以下深度进行采样。

这些车辆将携带专业仪器到 11,000 米的深度，那里的压力超过每平方厘米 1 吨（相当于 100 头大象坐在你上面).

我们将研究氢在产生暗氧的过程中是否释放，以及它是否被用作深海部分地区异常庞大的微生物群落的能源。我们还想了解更多关于气候变化可能会影响深海的生物活动。

该项目是同类项目中第一个直接探索这些过程的项目。我的团队将能够研究深海海底到HADAL 区域，该区域深度达 6,000 – 11,000 米，约占整个海洋的 45%。这个到处都是深海海沟的栖息地，人们仍然知之甚少。

暗氧的发现显然对深海采矿业具有潜在影响。深海采矿将提取含有锰、镍和钴等金属的多金属结核，这些金属是生产电动汽车和手机锂离子电池所必需的。

我们还不知道这样的行业会如何影响海底，但我们未来几年的研究应该有助于回答提出的许多问题，并可能更好地告知应该在哪些地方更好地保护海底免受深海采矿的影响。

有一件事是肯定的：无论我们找到什么，我都会努力满足我孩子般的热情，并确保问“为什么？

安德鲁·斯威特曼， 海底生态学和生物地球化学教授，苏格兰海洋科学协会

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