从深海金属块中发现“暗氧”可能会引发对生命起源的重新思考

所谓的多金属结核是土豆大小的铁和锰氧化物块，其中还含有钴和稀土元素等贵金属。（图片来源：美国国家海洋和大气管理局海洋探索与研究办公室，2019年美国东南部深海探索）

（化石网cnfossil.com）据美国太空网（Sascha Pare）：新的研究表明，散布在太平洋海底的土豆大小的金属结核在完全黑暗的情况下产生氧气，没有任何生物的帮助。

研究人员表示，这种被称为“暗氧”的深海氧气的发现是科学家们首次观察到氧气是在没有生物参与的情况下产生的，这挑战了我们对地球上生命出现的认识。

“当我们第一次得到这些数据时，我们认为传感器有问题，因为在深海进行的每一项研究都只看到氧气被消耗而不是产生，”研究主要作者、苏格兰海洋科学协会（SAMS）海底生态和生物地球化学研究小组的教授兼负责人Andrew Sweetman在一份声明中说。但当仪器不断显示相同的结果时，斯威特曼和他的同事们知道他们“正在进行一项突破性的、意想不到的工作”，他说。

周一（7月22日）发表在《自然地球科学》杂志上的研究结果表明，在北太平洋克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）发现的小型金属结核通过海水电解产生氧气，海水在电荷的存在下分解为氧气和氢气。这项研究表明，这种电荷可能来自结核内金属离子之间存在的电位差，从而导致电子的重新分布。

所谓的多金属结核在海洋的深海平原上很常见，深海平原是海面以下10000至20000英尺（3000至6000米）之间的海底平坦区域。这些结核主要含有铁和锰的氧化物，但它们也含有钴、镍和锂等金属，以及铈等稀土元素，这些元素是电子和低碳技术的重要组成部分。

Sweetman和他的同事最初着手研究开采多金属结核对CCZ海底生态系统的潜在影响，CCZ是夏威夷和墨西哥之间170万平方英里（450万平方公里）的深海平原。作为评估的一部分，该团队在多个位置使用特殊的实验室测量了氧气浓度的变化。通常，科学家们看到的海洋越深，氧气水平就越低，因为可用的光线越少，这意味着光合生物越少，因此氧气产量也越低。但数据显示，海底的氧气排放量稳定，而不是预期的下降。

多金属结核在数百万年前沉积在海底，每百万年生长约2毫米。（图片来源：DeepCCZ探险队）

在海浪下13000英尺（4000米）处发现暗氧，那里没有光可以穿透，这挑战了科学家们的信念，即地球上的氧气只能通过光合作用（和氧化氨，但这会导致少量的氧气立即被消耗）自然产生。斯威特曼说，这反过来又引发了关于大约37亿年前地球上生命起源的新问题。

他说：“地球上的有氧生命要开始，就必须有氧气，我们的理解是，地球的氧气供应始于光合生物。”。“但我们现在知道，在没有光的深海中会产生氧气。因此，我认为我们需要重新审视这样的问题：有氧生命可能从哪里开始？”

Sweetman说，这些结果也引发了人们对可能开采多金属结核的新担忧，多金属结核可能是深海生态系统的重要氧气来源。

“通过这一发现，我们产生了许多悬而未决的问题，我认为我们在如何开采这些模块方面有很多需要思考的地方，这些模块实际上是岩石中的电池。”