近期，科学家在太平洋海底发现的神秘氧气来源，即“暗氧”，这是一项引人注目的科学发现，它挑战了我们对海洋生态系统及氧气产生机制的传统认知。到底是怎么回事呢？
发现背景这一发现源自苏格兰海洋科学协会（SAMS）的海洋生态学家安德鲁·斯威特曼所带领的研究团队。
自2013年起，该团队在太平洋的克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）进行了一系列关于海底生态系统及其氧气消耗量的研究。CCZ位于夏威夷和墨西哥之间，是一个广阔的海底平原，拥有丰富的生物群落和多金属结核资源。
研究过程在研究过程中，研究团队使用了一个沉入海底的深海着陆器，将一个圆柱形腔室推入沉积物中，以封闭一小块海底区域及其上方一定体积的海水，从而创造出一个与外界隔离的“海底微观环境”。
他们原本预期，在封闭环境中，随着微生物的呼吸作用，氧气水平会随时间缓慢下降。然而，实际测量结果却出乎意料：氧气含量非但没有下降，反而出现了缓慢上升的趋势。
初步推测与验证面对这一反常现象，研究团队最初怀疑是传感器故障，但经过多次校准和重复实验，他们确认了这一现象的真实性。随后，研究团队将焦点锁定在海底的多金属结核（又称锰结核）上。这些结核主要由锰、铁、钴、镍、铜等金属元素组成，以锰和铁的氧化物为主要成分。
在实验室中，研究人员测量了多金属结核表面的电位差，发现其电位差最高可达0.95伏特。虽然这低于分解水分子所需的1.5伏特电压，但研究团队推测，当多个多金属结核聚集在一起时，它们可能通过“串联”效应产生更高的电压，从而触发海水电解过程，将水分子分解成氢和氧。
研究成果与意义这一发现被详细报告在《自然·地球科学》杂志上，引起了科学界的广泛关注。研究人员认为，多金属结核可能充当了一种天然的“地质电池”，在深海无光条件下持续产生氧气。这一发现不仅挑战了我们对海洋氧气循环的传统认知，还可能为生命起源研究提供新的线索。
此外，这一发现对深海采矿活动也具有重要意义。CCZ区域蕴藏着丰富的多金属结核资源，是深海采矿公司的重点目标。然而，如果这些结核被移除，依赖它们产生的氧气来维持的生态系统可能会受到严重影响。因此，研究人员强调，在推进深海采矿之前，必须充分考虑这一新发现对环境的潜在影响，并进行科学监督。
对海洋氧气循环的新认知长期以来，人们普遍认为海洋中的氧气主要由表层水体的光合作用产生，并通过水体垂直运动输送到深海。然而，这一研究发现，在深海无光条件下，多金属结核（锰结核）能够通过非生物过程（如海水电解）产生氧气，这直接挑战了传统的海洋氧气循环理论。它表明，除了光合作用外，深海中还存在着其他重要的氧气产生机制。
该研究也拓展了氧气循环的复杂性。海洋氧气循环是一个复杂的过程，涉及生物、化学和物理等多个方面。这一发现揭示了深海氧气循环的又一重要环节，即非生物过程对氧气产生的贡献。这有助于我们更全面地理解海洋氧气循环的复杂性和多样性，为未来的海洋科学研究提供更多的视角和思路。
同时，也提供生命起源的新线索。生命起源是科学界长期关注的重大问题之一，传统观点认为，生命所需的氧气主要由蓝藻等微生物通过光合作用产生。然而，这一研究发现深海中也能在无光条件下产生氧气，为生命起源提供了新的思考方向。它暗示了生命可能在更广泛的环境条件下起源和发展，而不仅仅局限于有光照的表层水体。这有助于我们重新审视生命起源的理论框架，并探索新的研究方向。
该研究也影响到深海生态系统评估。深海生态系统是地球上最为神秘和脆弱的生态系统之一。这一发现表明，深海中可能存在着我们尚未充分认识的氧气产生机制，这对深海生态系统的评估和保护具有重要意义。它提醒我们，在评估深海生态系统的健康状况和稳定性时，需要充分考虑非生物过程对氧气循环的影响。同时，这也为深海生态系统的保护和管理提供了新的思路和方法。
最后，笔者认为，该研究势必也会指导深海采矿活动。随着人类对深海资源的不断开发，深海采矿活动日益增多。然而，深海采矿活动对海洋环境的影响尚不完全清楚。这一研究发现表明，深海中的多金属结核可能具有重要的生态系统功能，如产生氧气等。因此，在推进深海采矿活动之前，需要充分考虑其对深海生态系统的影响，并进行科学评估和监督。这有助于确保深海采矿活动的可持续性和环境友好性。
