科学家在太平洋海底发现“多金属结核”

根据近日发表在《自然·地球科学》上的一项研究，科学家发现，在太平洋的海底存在着一种神秘的氧气来源，正不断地释放“暗氧”。这一发现来自于苏格兰海洋科学协会（SAMS）的海洋生态学家安德鲁·斯威特曼（AndrewSweetman）所带领的研究团队，该团队在对海底生态系统进行研究时，意外发现了这种与生物的光合作用无关的氧气来源。下面我们就来看看这具体是怎么回事。

事情要从2013年讲起，当时该研究团队正在太平洋的“克拉里昂–克利珀顿区”（Clarion-ClippertonZone）进行研究，该区域位于夏威夷和墨西哥之间，其海底是一片很大的“平原”，存在着不少生物群落，而此次研究的目的则是：获取到该区域海底生物群落耗氧量的数据。

在研究工作中，研究人员将一个圆柱形的腔室沉入到该区域水深大约为4000米的海底，并以此封闭一小部分海底区域及其上方的部分海水，进而创造出一个与外界隔离的“海底微观环境”，在此之后，研究人员会用几天的时间来测量其中的氧气含量变化。

根据研究人员的预期，在被封闭之后，这个“海底微观环境”中的氧气就无法得到外界的补充，而在水深4000米的环境中一片黑暗，没有任何生物可以通过光合作用产生氧气，在此基础上，其中的生物还会不断地消耗氧气，所以其中的氧气含量就会随着时间的推移而缓慢下降。

令人意外是，测量数据表明，“海底微观环境”中的氧气含量并没有像预期的那样“随着时间的推移而缓慢下降”，反而还出现了缓慢上升的趋势。

但研究人员当时只是简单地认为认为，这应该是测量氧气含量的传感器出了问题，但随后对设备的检测结果却排除了这种可能，而在接下来的日子里，该研究团队又多次发现了这种现象，于是这种现象就逐渐引起了重视。

在经过多年的反复测试和验证之后，该研究团队最终确定了，在太平洋的海底确实存在着一种与生物的光合作用无关的氧气来源，研究人员随后将其释放出的氧气称为“暗氧”（darkoxygen）。

那么，这种神秘的氧气来源到底是什么呢？对此，该研究团队给出了一种推测，即：这些“暗氧”应该是一种被称为“多金属结核”的矿石与海水发生了电化学反应所产生的。

简单来讲，“多金属结核”是一种主要分布在平坦的海底地形中的矿物聚集体，它们通常呈椭圆形，其大小从几毫米到几十厘米不等，主要由锰、铁、钴、镍、铜等金属元素组成，以锰和铁的氧化物为主要成分，因此它们也被称为“锰结核”。

研究人员推测，“多金属结核”中的各种金属之间存在着电位差，这种电位差可能会导致电子的重新分布，从而产生电荷，如此一来，当海水与这些“多金属结核”接触时，就可能会形成电流，进而将水分子分解成氢和氧。

在实验室中，研究人员测量了来自“克拉里昂–克利珀顿区”的多个“多金属结核”样本表面的电位差，发现其电位差最高可以达到0.95伏左右，研究人员指出，从理论上来讲，分解水分子至少需要约1.5伏，尽管单个“多金属结核”的电位差不能分解水分子，但是多个“多金属结核”聚集在一起，就可能会产生串联的效果，进而达到或超过这一阈值。

就目前的情况来看，这还只能说是一种合理的推测，实际情况是否真是这样，还有待进一步验证，研究人员表示，如果这种推测在后续的研究中得到证实，那对于人类来讲，这将会是一个重大的科学突破，因为这说明了在地球上除了光合作用之外，还有另一种氧气来源。