全球首台深海着陆器探究"暗氧"之谜——没有阳光如何产生氧气

暗氧的发现颠覆了氧气生产依赖阳光的传统认知。

研究人员近日公布了两款全球首创的深海着陆器，将用于探究暗氧的成因——这种氧气在海洋表面以下数千英尺的完全黑暗环境中生成。据报道，这两台着陆器能承受地球表面1200倍的压力。它们的外形类似空间探索设备，旨在帮助揭开海洋最保守的秘密之一——暗氧的起源。

暗氧现象最早于2013年由苏格兰海洋科学协会成员、安德鲁·斯威特曼教授在太平洋克拉里昂-克利珀顿断裂带约13000英尺深的海床发现。2024年7月，斯威特曼的发现得到证实并发表后，这一现象重回聚光灯下。《自然·地球科学》刊载的研究表明，多金属结核就像天然电池，能将海水分解为氧气和氢气。

这项由日本财团主导的新研究项目再次邀请斯威特曼加入。他将与波士顿大学地质学家、火星探测器资深研究员杰弗里·马洛，以及西北大学首席化学家弗朗茨·盖格组成研究团队。这项为期三年的计划将调查氧气如何在完全黑暗环境中形成。研究团队指出，多金属结核（又称锰结核）含有镍、钴、锰等备受追捧的金属。

这些发现或有助于解释动物生命如何分布在波涛之下数千英尺深处。"我们对地球的运作机制仍知之甚少——这类重大问题通常只在外星探索中被提出，而非针对我们自己的星球。"马洛表示。

为揭开谜底，日本财团暗氧研究计划设计出两台高度专业化的着陆器，其外观酷似空间探索设备。这两台以斯威特曼女儿命名的"艾丽莎"与"卡娅"着陆器，将探测结核是否自发与盐、水作用产生电流，并研究这种现象是由生化过程驱动，还是存在其他未知因素。

研究团队计划今年晚些时候在太平洋中部克拉里昂-克利珀顿断裂带部署这两台着陆器，同时搭配部署一台水生涡流协方差着陆器，通过测量该区域氧气"通量"来识别氧气生成模式。

两台着陆器将采集水样、测量结核周围电活动并投放化学示踪剂，同时寻找可能解释黑暗环境中氧气生成的电化学或生物过程迹象。斯威特曼强调："这是英国唯一能抵达海洋最深处的研究设备，是一项真正具有全球意义的研究倡议。"

联合国教科文组织政府间海洋学委员会已将此项目列为联合国海洋十年活动予以支持。马洛表示："鉴于微生物在进化过程中发展的惊人能力，我们迫切想了解它们在多金属结核内部的具体活动。"

盖格指出，团队在实验室使用回收结核的受控实验中已检测到显著电压，但尚不清楚在深海极端高压环境下电势如何形成以及氧气如何产生。斯威特曼总结道："目前已发现海洋中多个可能存在暗氧的区域，这项研究无论结果如何，都可能帮助我们解答关于地球生命的重大谜题，这令人无比振奋。"

研究团队近日在伦敦举行的会议上首次展示了这两台世界首创的深海着陆器，同时展出了用于探测暗氧现象的特制技术设备。

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