全球首臺深海著陸器探究"暗氧"之謎——沒有陽光如何產生氧氣

暗氧的發現顛覆了氧氣生產依賴陽光的傳統認知。

研究人員近日公布了兩款全球首創的深海著陸器，將用于探究暗氧的成因——這種氧氣在海洋表面以下數千英尺的完全黑暗環境中生成。據報道，這兩臺著陸器能承受地球表面1200倍的壓力。它們的外形類似空間探索設備，旨在幫助揭開海洋最保守的秘密之一——暗氧的起源。

暗氧現象最早于2013年由蘇格蘭海洋科學協會成員、安德魯·斯威特曼教授在太平洋克拉里昂-克利珀頓斷裂帶約13000英尺深的海床發現。2024年7月，斯威特曼的發現得到證實并發表后，這一現象重回聚光燈下。《自然·地球科學》刊載的研究表明，多金屬結核就像天然電池，能將海水分解為氧氣和氫氣。

這項由日本財團主導的新研究項目再次邀請斯威特曼加入。他將與波士頓大學地質學家、火星探測器資深研究員杰弗里·馬洛，以及西北大學首席化學家弗朗茨·蓋格組成研究團隊。這項為期三年的計劃將調查氧氣如何在完全黑暗環境中形成。研究團隊指出，多金屬結核（又稱錳結核）含有鎳、鈷、錳等備受追捧的金屬。

這些發現或有助于解釋動物生命如何分布在波濤之下數千英尺深處。"我們對地球的運作機制仍知之甚少——這類重大問題通常只在外星探索中被提出，而非針對我們自己的星球。"馬洛表示。

為揭開謎底，日本財團暗氧研究計劃設計出兩臺高度專業化的著陸器，其外觀酷似空間探索設備。這兩臺以斯威特曼女兒命名的"艾麗莎"與"卡婭"著陸器，將探測結核是否自發與鹽、水作用產生電流，并研究這種現象是由生化過程驅動，還是存在其他未知因素。

研究團隊計劃今年晚些時候在太平洋中部克拉里昂-克利珀頓斷裂帶部署這兩臺著陸器，同時搭配部署一臺水生渦流協方差著陸器，通過測量該區域氧氣"通量"來識別氧氣生成模式。

兩臺著陸器將采集水樣、測量結核周圍電活動并投放化學示蹤劑，同時尋找可能解釋黑暗環境中氧氣生成的電化學或生物過程跡象。斯威特曼強調："這是英國唯一能抵達海洋最深處的研究設備，是一項真正具有全球意義的研究倡議。"

聯合國教科文組織政府間海洋學委員會已將此項目列為聯合國海洋十年活動予以支持。馬洛表示："鑒于微生物在進化過程中發展的驚人能力，我們迫切想了解它們在多金屬結核內部的具體活動。"

蓋格指出，團隊在實驗室使用回收結核的受控實驗中已檢測到顯著電壓，但尚不清楚在深海極端高壓環境下電勢如何形成以及氧氣如何產生。斯威特曼總結道："目前已發現海洋中多個可能存在暗氧的區域，這項研究無論結果如何，都可能幫助我們解答關于地球生命的重大謎題，這令人無比振奮。"

研究團隊近日在倫敦舉行的會議上首次展示了這兩臺世界首創的深海著陸器，同時展出了用于探測暗氧現象的特制技術設備。

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