2013年,在太平洋偏远地区的一艘船上,海洋科学家首次观测到一种神秘现象,这种现象显得如此荒谬,以至于科学家安德鲁·斯威特曼 (Andrew Sweetman) 起初认为他的监测设备出现了故障。然而,经过多次验证,这一现象被证实是真实存在的:在海面以下约 13,100 英尺(约 4,000 米)的海底,竟然存在氧气的产生。
斯威特曼教授和他的团队在多次前往克拉里昂-克利珀顿区的航行中观察到了这一现象。尽管之前的研究表明,深海生物只会消耗氧气,而不会产生氧气,但他们的传感器读数显示,氧气是在海底环境中产生的。这一发现挑战了长期存在的科学假设,并揭示了一个无需光合作用就能产生氧气的新机制。
深海结核中的电化学反应
通过一系列实验,研究人员排除了生物过程的可能性,发现多金属结核可能是这一现象的根源。斯威特曼推断,结核中的电化学反应可能导致了氧气的产生。这一假设得到了西北大学电化学家弗朗茨·盖革的支持,他们在结核表面测量到的电压读数虽然低于海水电解所需的电压,但足以表明结核聚集时可能产生显著的电压,从而分解海水产生氧气。
深远的生态和环境影响
这项研究发表在《自然地球科学》杂志上,表明我们对海洋深度仍有许多未知之处,也强调了开发海底稀有金属和矿物的利害关系。斯威特曼指出,这一发现不仅对理解深海生态系统功能有重要意义,还可能对海底采矿的环境影响产生深远影响。

深海采矿可能会对原始的水下环境造成不可挽回的破坏,包括危害中层水域生态系统和生活在结核上的海底生物。科学家们警告说,采矿设备产生的噪音和沉积物羽流会进一步破坏海洋生态平衡。此外,采矿活动还可能干扰碳在海洋中的储存方式,加剧气候危机。
进一步研究与探索
斯威特曼和盖革表示,采矿业在潜在开采深海结核之前应考虑这一新发现的影响,并呼吁对深海采矿进行科学监督。尽管目前对暗氧是如何产生的以及它在深海生态系统中发挥什么作用仍有许多未解之谜,但这一发现无疑为未来的研究提供了新的方向和思路。

了解海底如何产生氧气也可能有助于揭示生命的起源。一个长期存在的理论是,生命是在深海热液喷口进化而来的,而发现海水电解可以在深海形成氧气可能会激发人们以新的方式思考地球上的生命是如何起源的。
斯威特曼总结道:“我认为还需要进行更多的科学研究,尤其是围绕这一过程及其重要性。我希望这是令人惊奇的开始。”



