研究：深海具有产生氧气机制不依赖光合作用

科学家利用机械手臂在深海探测并采集样本示意图。（Shutterstock）

一直以来，科学家都以为氧气的产生依赖光合作用，但研究人员现在认为，在海洋深处无光的区域，也能产生氧气。在太平洋海底完全没有阳光可以到达的领域，研究人员发现“暗氧”的生成，这可能颠覆人们对地球上氧气产生方式的传统认知。

过去，人们认为氧气仅透过需要阳光的光合作用才能生成。然而，这项新发现对这一理论提出了挑战，并对生命的起源提出了新的疑问。

“我们可能需要重新思考这样的问题：好氧生命最初可能在哪里出现?”苏格兰海洋科学协会的教授 Andrew Sweetman 在新闻稿中提出这一问题。

Sweetman领导的研究团队于7月22日在《自然·地球科学》（Nature Geoscience）期刊上发表了他们的研究成果。

科学家们尚不清楚氧气是如何在这样漆黑的深海中产生的，但他们推测，这可能与被称为“多金属结核”（polymetallic nodules）的带电矿物质有关，这些矿物质大小不一，小至微粒，大至马铃薯般大小。

这些结核——Sweetman将其形容为“岩石中的电池”——可能利用其电荷通过海水电解的方式，将海水分解成氢气和氧气。

“传统看法认为，氧气是在约三十亿年前由称为蓝绿细菌（cyanobacteria）的古老微生物首次产生，之后生命逐渐演化变得复杂，”苏格兰海洋科学协会主任Nicholas Owens在新闻稿中表示。 “这种可能存在的替代性氧气来源，促使我们彻底重新审视这一问题。”

研究人员在海底进行测试，同时也采集样本返回地面进行测试，结果一致显示：“多金属结核”附近的氧气水平有所提升。

海水可以透过1.5伏特的电力分解为氢气和氧气，这个电量相当于一颗AA电池。研究者发现，某些结核的电力高达0.95伏特，而多个结核组合在一起则能产生更高的电压。

多金属结核含有锰、镍和钴等金属，这些金属可用于制造消费电子产品、家电和电动车中的锂离子电池。

西北大学（Northwestern University）的化学教授Franz Geiger参与了这项研究，他在另一份新闻稿中提到，太平洋的克拉里昂-克利珀顿区（Clarion-Clipperton Zone）或许藏有足够的多金属结核，能够满足全球数十年的能源需求。

但他也指出，开采作业必须谨慎进行，以免消耗该海域生物所需的氧气。

Geiger在接受美国国家公共广播电台（NPR）采访时表示：“我们必须非常谨慎，确保这样的开采水平和频率不会对深海生物造成损害。”

他提到，有一些公司在1970年代和80年代曾进行深海开采的探索任务，最近的研究显示，这些活动可能对当地海洋生物造成了长达数十年的影响。

Geiger说：“几年前，一组海洋生物学家重返那些40年前被开采的区域，结果发现那里几乎没有生命存在。相较之下，在几百米外未被开采的地方，生命却仍然丰富多彩。”