米兰-太平洋海底现神秘氧源—新闻—科学网

幽邃的承平洋底部，阳光难以达到，是以那边不存在光和合感化。但是，研究人员发现，海底有工具正在释放年夜量氧气。

这类“暗氧”是在一处漫衍着李子巨细古老多金属结核的区域发现的。研究人员思疑释放氧气的恰是这些多金属结核，它们可以在催化水份子分化发生氧气中阐扬感化。相干研究近日颁发在《天然-地球科学》。

“除光合感化，地球上还另外一种氧气来历。”该研究合著者、英国苏格兰海洋科学协会海底生态学家Andrew Sweetman说，虽然这类氧气发生背后的机制还是个谜，但上述发现有助领会生命若何降生，和该地域深海采矿可能发生的影响。

Sweetman和合作者是在2013年一次郊野查询拜访中初次发现上述现象的。那时他们正在研究承平洋克拉里昂-克利珀顿区海底生态系统，该地域是开采富金属结核的潜伏区域。查询拜访进程中，他们释放了一个沉入海底的主动化尝试模块。一旦达到方针区域，该模块就会驱动圆柱形腔室圈起海底的一小部门，缔造出一小片封锁的海底微不雅世界。

模块上的相干仪器会丈量封锁海水中氧气浓度在几天内是若何转变的。假如海水中没有任何生物经由过程光合感化释放氧气，那末在其他生物耗损这类气体的环境下，封锁海水中氧气浓度应当迟缓降落。Sweetman在其他海洋地域进行的研究中都不雅察到了这类环境，但在该区域，封锁海水中的氧气含量不降反升。

开初，Sweetman将这反常的读数归因在传感器故障。但在2021年和2022年的后续查询拜访中，这类现象一向呈现，其他手艺丈量也证实了这类现象的存在。

“我忽然意想到，8年来，我们都轻忽了4000米深处海底这个潜伏的氧气发生新进程。”Sweetman说，并且这一进程发生的氧气量不小，封锁海水中的氧气浓度高在富含藻类的地表水。

鉴在Sweetman等人查询拜访过的其他地域都没有发现多金属结核，他们猜测恰是这些多金属结核在“暗氧”发生中起主要感化。

为了验证这一假定，研究团队在船上的尝试室中操纵收集的海底样本，包罗多金属结核，重建了海底前提，并进行摹拟尝试。成果发现，氧气浓度最少在一段时候内有所晋升。

“它们在必然水平上最先发生氧气，然后住手。”Sweetman说，之所以住手，多是由于驱动水份解的能量被耗尽了。而这就带来了能量从哪里来的问题。假如是这些多金属结核自己充任“电池”，经由过程化学反映发生能量，那它们早就被耗尽了。

研究人员认为，这些多金属结核可以作为催化剂，使水份解并发生氧份子。他们丈量了多金属结核概况的电压，发现电压差高达0.95V。Sweetman说，固然这未到达水份子分化所需的1.5V电压，但多金属结核经由过程“串连”理论上可以发生更高的电压。

该研究合著者、美国西北年夜学化学家Franz Geiger暗示，今朝尚不清晰该反映是不是也会发生氢份子，但对上述进程的领会终究可能会实现利用，“或许海底存在帮忙我们制造更好的催化剂的蓝图”。

Sweetman指出，在展开深海采矿前，研究人员应当绘制氧气发生区域地图。假如多金属结核被移除，那末依靠氧气的生态系统可能会解体。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41561-024-01480-8

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