海底發現巨大地球電池！正不斷釋放暗氧，科學家還無法完全解釋

你可能很難想象，在地球最深邃的海底，一個巨大的電池正在悄然運行，不斷釋放生命所需的氧氣。然而科學家們用了10年的時間，仍然無法完全解釋這個地球電池究竟是怎麼回事，這項研究已發表在7月22日《自然-地球科學》雜誌上。

2013年，蘇格蘭海洋科學協會教授安德魯·斯威特曼（Andrew Sweetman）帶着學生在太平洋克拉里昂-克利珀頓區進行深海研究時，意外發現了一個令人費解的現象：在距海面4000米的深海，竟然有氧氣正在產生。

這個深度幾乎沒有陽光能夠到達，按理說不應該有植物、浮游生物和藻類等任何光合作用產生氧氣。斯威特曼以爲是傳感器壞了，讓學生們把它帶回去，送到生廠商那兒檢測，但每次生廠商都說，傳感器沒有任何問題。

經過多年的反覆測試和驗證，這一現象被證實是真實存在的，斯威特曼將這種現象稱爲"暗氧"(dark oxygen)生成，那麼這種氧氣究竟是什麼機制生成的呢？

疑點逐漸集中到了海底的多金屬結核上。多金屬結核又叫錳結核，是海水中的金屬氫氧化物以鯊魚牙齒、貝殼碎片、魷魚喙、生物微化石等爲核心，逐漸凝固形成的，但生長速度極慢，大約幾百萬年纔會長1釐米，最大的約20釐米，但大多在5到10釐米，相當於一個土豆。

錳結核因爲含有猛、鎳、銅、鈷、鋰等金屬，並且數量極大，全球70%的海底可能都被覆蓋，總量估計有5000億噸，而讓人類垂涎欲滴，已經躍躍欲試準備開採了。

斯威特曼猜測，會不會這些結核就像天然電池，可以與海水發生電化學反應，產生微弱的電流，從而將水分子分解，釋放出氧氣呢？然而他們使用萬用表進行測試時，結核表面的電壓卻只有0.95伏，而海水的電解電壓是1.5伏，這意味着錳結核不足以將水電解產生氧氣。

但斯威特曼認爲，衆多的結核聚集在一起，可能產生電池並聯和串聯的效應，從而可能出現更高的電壓來將水分解，他將這一現象命名爲“地球電池"（geobattery）。當然，可能還需更多研究，才能完全確認這一機制，目前地球電池還只是一種可能的解釋。

由於錳結核在海洋中的巨大規模，科學家們認爲，這一發現可能對我們理解生命起源具有重要意義，深海環境自發產生氧氣，可能是一種與早期生命形成有關的機制。不過我感覺邏輯上可能有些問題，因爲錳結核是圍繞生物殘骸凝結形成的，也就是說先有生命纔有結核，所以應該和生命起源關係不大。

但這一研究對海底採礦提出了嚴重警告，因爲這意味着很多海底生物，可能是依賴這種地球電池產生的氧氣來生存的，如果人類對這種環境造成巨大破壞，可能會對海底生態圈產生毀滅性的影響，甚至影響整個地球的氧氣循環。

參考：Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor，
10.1038/s41561-024-01480-8