多金属结核表面产生的氧气气泡。图片来源：美国西北大学

本报讯 在太平洋底4000米处，研究人员发现了“暗氧”。这种大量产生的气体源自一个阳光无法到达，也无法进行光合作用的深海区域。2024年，相关成果首次发表于《自然-地球科学》。现在，研究团队正着手开展新一轮研究，以验证这一发现并探究其成因。

在近日于英国伦敦召开的新闻发布会上，研究人员展示了一套专门用于监测氧气生成的仪器。这些仪器既可用于海底环境研究，也可用于模拟深海条件（400个大气压）的实验室研究。日本慈善机构“日本财团”将提供520万美元的资助，用于后续研究。

科学家将于5月搭乘“鹦鹉螺”号考察船前往克拉里昂-克里珀顿区，该区域位于夏威夷岛与墨西哥之间，正是最初发现“暗氧”的地方。项目负责人、英国苏格兰海洋科学协会的Andrew Sweetman在发布会上介绍了两种功能不同的探测器，它们将沉降到海底进行测量和采样。

“我们将使用专门为研究‘暗氧’生成而设计的探测器。”Sweetman说，探测器配备的pH值传感器能够测量海水中的氢离子浓度，一旦发现高浓度的氢离子，则表明水分子正在分解，而氧分子正在形成。

最初的研究发现，一个富含多金属结核的区域中存在“暗氧”。这些结核是由锰、钴等贵金属组成的远古矿藏，在海底历经数百万年形成。团队据此推测，这些形似巨型黑松露的结核可能类似于电化学电池产氢的催化剂。但深海产氧机制并非仅此一种，微生物也可能参与其中。

新实验旨在验证团队最初的发现，并探究“暗氧”的生成机制。团队成员、美国波士顿大学的Jeff Marlow在发布会上表示：“我们主要关注电化学和生物学两种机制，它们可能独立运作，也可能协同作用。我们将绘制多金属结核中的微生物、矿物质及代谢活动分布图。”

美国西北大学的Franz Geiger表示，他将对从海底采集的多金属结核进行压力舱实验，研究它们的电化学特性，并使用可在液体细胞中工作的特殊透射电子显微镜观察其表面。这种工具能绘制金属表面在盐水环境中的化学状态图。同时，定制的电极阵列将测量结核内数百个位置间的电压差，以验证它们能否催化水的分解反应。

Sweetman团队在为加拿大海底采矿公司The Metals Company进行研究时发现了这种氧气，当时的研究旨在评估开采海底多金属结核对深海生物生态系统的影响。

Sweetman强调，理解“暗氧”在海洋生态系统中的作用至关重要，“这样一来，一旦采矿活动继续推进，我们就能提出最大限度减少破坏的开采方案”。（文乐乐）