在太平洋底4000米處，研究人員發(fā)現(xiàn)了“暗氧”。這種大量產(chǎn)生的氣體源自一個陽光無法到達(dá)，也無法進(jìn)行光合作用的深海區(qū)域。2024年，相關(guān)成果首次發(fā)表于《自然-地球科學(xué)》。現(xiàn)在，研究團(tuán)隊(duì)正著手開展新一輪研究，以驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)并探究其成因。

在近日于英國倫敦召開的新聞發(fā)布會上，研究人員展示了一套專門用于監(jiān)測氧氣生成的儀器。這些儀器既可用于海底環(huán)境研究，也可用于模擬深海條件（400個大氣壓）的實(shí)驗(yàn)室研究。日本慈善機(jī)構(gòu)“日本財(cái)團(tuán)”將提供520萬美元的資助，用于后續(xù)研究。

科學(xué)家將于5月搭乘“鸚鵡螺”號考察船前往克拉里昂-克里珀頓區(qū)，該區(qū)域位于夏威夷島與墨西哥之間，正是最初發(fā)現(xiàn)“暗氧”的地方。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、英國蘇格蘭海洋科學(xué)協(xié)會的Andrew Sweetman在發(fā)布會上介紹了兩種功能不同的探測器，它們將沉降到海底進(jìn)行測量和采樣。

“我們將使用專門為研究‘暗氧’生成而設(shè)計(jì)的探測器。”Sweetman說，探測器配備的pH值傳感器能夠測量海水中的氫離子濃度，一旦發(fā)現(xiàn)高濃度的氫離子，則表明水分子正在分解，而氧分子正在形成。

最初的研究發(fā)現(xiàn)，一個富含多金屬結(jié)核的區(qū)域中存在“暗氧”。這些結(jié)核是由錳、鈷等貴金屬組成的遠(yuǎn)古礦藏，在海底歷經(jīng)數(shù)百萬年形成。團(tuán)隊(duì)據(jù)此推測，這些形似巨型黑松露的結(jié)核可能類似于電化學(xué)電池產(chǎn)氫的催化劑。但深海產(chǎn)氧機(jī)制并非僅此一種，微生物也可能參與其中。

新實(shí)驗(yàn)旨在驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)最初的發(fā)現(xiàn)，并探究“暗氧”的生成機(jī)制。團(tuán)隊(duì)成員、美國波士頓大學(xué)的Jeff Marlow在發(fā)布會上表示：“我們主要關(guān)注電化學(xué)和生物學(xué)兩種機(jī)制，它們可能獨(dú)立運(yùn)作，也可能協(xié)同作用。我們將繪制多金屬結(jié)核中的微生物、礦物質(zhì)及代謝活動分布圖?！?/span>

美國西北大學(xué)的Franz Geiger表示，他將對從海底采集的多金屬結(jié)核進(jìn)行壓力艙實(shí)驗(yàn)，研究它們的電化學(xué)特性，并使用可在液體細(xì)胞中工作的特殊透射電子顯微鏡觀察其表面。這種工具能繪制金屬表面在鹽水環(huán)境中的化學(xué)狀態(tài)圖。同時，定制的電極陣列將測量結(jié)核內(nèi)數(shù)百個位置間的電壓差，以驗(yàn)證它們能否催化水的分解反應(yīng)。

Sweetman團(tuán)隊(duì)在為加拿大海底采礦公司The Metals Company進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)了這種氧氣，當(dāng)時的研究旨在評估開采海底多金屬結(jié)核對深海生物生態(tài)系統(tǒng)的影響。

Sweetman強(qiáng)調(diào)，理解“暗氧”在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要，“這樣一來，一旦采礦活動繼續(xù)推進(jìn)，我們就能提出最大限度減少破壞的開采方案”。