根據近日發表在【自然·地球科學】上的一項研究，科學家發現，在太平洋的海底存在著一種神秘的氧氣來源，正不斷地釋放「暗氧」。這一發現來自於蘇格蘭海洋科學協會（SAMS）的海洋生態學家安德魯·斯威特曼（Andrew Sweetman）所帶領的研究團隊，該團隊在對海底生態系進行研究時，意外發現了這種與生物的光合作用無關的氧氣來源。下面我們就來看看這具體是怎麽回事。
事情要從2013年講起，當時該研究團隊正在太平洋的「克賴瑞昂–克利珀頓區」（Clarion-Clipperton Zone）進行研究，該區域位於夏威夷和墨西哥之間，其海底是一片很大的「平原」，存在著不少生物群落，而此次研究的目的則是：獲取到該區域海底生物群落耗氧量的數據。
在研究工作中，研究人員將一個圓柱形的腔室沈入到該區域水深大約為4000公尺的海底，並以此封閉一小部份海底區域及其上方的部份海水，進而創造出一個與外界隔離的「海底微觀環境」，在此之後，研究人員會用幾天的時間來測量其中的氧氣含量變化。
根據研究人員的預期，在被封閉之後，這個「海底微觀環境」中的氧氣就無法得到外界的補充，而在水深4000公尺的環境中一片黑暗，沒有任何生物可以透過光合作用產生氧氣，在此基礎上，其中的生物還會不斷地消耗氧氣，所以其中的氧氣含量就會隨著時間的推移而緩慢下降。
令人意外是，測量數據表明，「海底微觀環境」中的氧氣含量並沒有像預期的那樣「隨著時間的推移而緩慢下降」，反而還出現了緩慢上升的趨勢。
但研究人員當時只是簡單地認為認為，這應該是測量氧氣含量的傳感器出了問題，但隨後對裝置的檢測結果卻排除了這種可能，而在接下來的日子裏，該研究團隊又多次發現了這種現象，於是這種現象就逐漸引起了重視。
在經過多年的反復測試和驗證之後，該研究團隊最終確定了，在太平洋的海底確實存在著一種與生物的光合作用無關的氧氣來源，研究人員隨後將其釋放出的氧氣稱為「暗氧」（dark oxygen）。
那麽，這種神秘的氧氣來源到底是什麽呢？對此，該研究團隊給出了一種推測，即：這些「暗氧」應該是一種被稱為「多金屬結核」的礦石與海水發生了電化學反應所產生的。
簡單來講，「多金屬結核」是一種主要分布在平坦的海底地形中的礦物聚集體，它們通常呈橢圓形，其大小從幾公釐到幾十厘米不等，主要由錳、鐵、鈷、鎳、銅等金屬元素組成，以錳和鐵的氧化物為主要成分，因此它們也被稱為「錳結核」。
研究人員推測，「多金屬結核」中的各種金屬之間存在著電位差，這種電位差可能會導致電子的重新分布，從而產生電荷，如此一來，當海水與這些「多金屬結核」接觸時，就可能會形成電流，進而將水分子分解成氫和氧。
在實驗室中，研究人員測量了來自「克賴瑞昂–克利珀頓區」的多個「多金屬結核」樣本表面的電位差，發現其電位差最高可以達到0.95伏左右，研究人員指出，從理論上來講，分解水分子至少需要約1.5伏，盡管單個「多金屬結核」的電位差不能分解水分子，但是多個「多金屬結核」聚集在一起，就可能會產生串聯的效果，進而達到或超過這一閾值。
就目前的情況來看，這還只能說是一種合理的推測，實際情況是否真是這樣，還有待進一步驗證，研究人員表示，如果這種推測在後續的研究中得到證實，那對於人類來講，這將會是一個重大的科學突破，因為這說明了在地球上除了光合作用之外，還有另一種氧氣來源。
參考資料：Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor.Nature Geoscience(2024).
