沒有光合作用也能製造氧氣,科學家發現海底有「暗氧」

2024-07-23 10:24:00    編輯: 黃 嬿
導讀 人們一直認為,只有植物和藻類等生物,才能透過光合作用產生氧氣,但最近科學家發現,在太平洋深處完全黑暗的地方,氧氣不是由生物體產生的,而是由奇怪的馬鈴薯形狀的金屬塊產生,且這些金屬塊發出的電力幾乎與 ...


人們一直認為,只有植物和藻類等生物,才能透過光合作用產生氧氣,但最近科學家發現,在太平洋深處完全黑暗的地方,氧氣不是由生物體產生的,而是由奇怪的馬鈴薯形狀的金屬塊產生,且這些金屬塊發出的電力幾乎與 AA 電池一樣多。

最近發表在《自然地球科學》期刊一項研究,科學家太平洋表面下 4 公裏處,介於夏威夷和墨西哥之間的深海平原,稱為克拉裏昂─克利珀頓區 (CCZ),一處多金屬結核的小型礦牀首次發現「暗氧」。

這裡是礦業公司的海底礦場之一,隨著新能源轉型需要,人類覬覦海底的塊狀結核,這些結核通常被稱為「巖石中的電池」,富含鈷、鎳、銅和錳等金屬,這些金屬用於電池、智慧型手機、風力渦輪機和太陽能電池板。

科學家原本只是要調查採礦對生活在光線無法到達的地方的動物有何影響,在測量海底的氧氣消耗率時意外發現有天然的海底氧氣正在產生。研究人員表示,通常情況下,室內的氧氣量「隨著生物體呼吸時的消耗而減少」,但這次卻發現氧氣量變多,不應該發生在沒有光合作用的完全黑暗裡。

關鍵在海水電解過程

原本科學家懷疑是設備故障,將一些結核帶上船重複測試,氧氣含量的確增加,證明這種「暗」氧氣的產生獨立於光合作用,且過程與海底發現的多金屬結核有關。科學家發現這些結核表面攜帶驚人的電荷,電壓幾乎與 AA 電池一樣高,這種電荷可以在海水電解過程中將海水分解成氫氣和氧氣。

其他科學家表示,這是近年來海洋科學領域最令人興奮的發現之一。傳統觀點認為,大約 30 億年前,一種稱為藍細菌的古老微生物首先產生氧氣,此後復雜的生命逐漸發展起來,但這項發現可能代表生命也起源於陸地以外的其他地方。

深海採礦將造成死亡區

這項發現對於人們了解深海生態系統和深海採礦的潛在影響具有重大意義,特別是深海採礦。科學家表示,深海採礦的目標就是這些多金屬結核,但這些結核需要數百萬年的時間才能形成,在維持深海生命方面發揮著關鍵作用,破壞結核可能會導致海洋生物無法恢復的「死亡區」。1980 年代早期採礦活動的歷史證據顯示,受採礦幹擾的地區甚至連最基本的微生物生命都沒有恢復,凸顯此類活動可能產生的長期影響。

這次科學家研究的地點是礦業公司的海底礦場,加拿大金屬公司是研究資助者之一,計劃明年開始開採 CCZ 結核。環保人士和科學家對採礦對深海生態系統的潛在影響表示擔憂,認為深海採礦可能會破壞這些生態系統的微妙平衡,帶來毀滅性的結果。研究作者警告,幾家大型採礦公司現在的目標是從地表以下 3~6 公裏深處的海底提取這些珍貴元素,需要重新考慮如何開採這些材料,避免耗盡深海生物的氧氣源。

(首圖來源:)

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