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科学家们发现,在深海中有金属块能产生“暗氧”。
大约一半的氧气来自海洋。但在此发现之前,人们认为这些氧气是由海洋植物通过光合作用产生的,而光合作用需要阳光。
然而,在深达5公里的深海中,阳光无法到达,氧气似乎是由自然存在的金属“结核”通过分解海水(H2O)成氢和氧来产生的。
苏格兰海洋科学协会的首席研究员Andrew Sweetman教授解释说:“我在2013年首次注意到这一现象——海底在完全黑暗中产生大量氧气。我当时忽略了它,因为我被教导只有通过光合作用才能获得氧气。
“最终,我意识到多年来我一直忽略了这一潜在的重大发现,”他告诉BBC新闻。
他和他的同事在夏威夷和墨西哥之间的深海区域进行了研究——这一广阔的海底区域覆盖着这些金属结核。结核是由海水中溶解的金属附着在贝壳碎片或其他残骸上形成的,这个过程需要数百万年。
由于这些结核含有锂、钴和铜等金属——这些金属都是制造电池所需的——许多采矿公司正在开发技术,将这些结核收集并带到地表。
但Sweetman教授表示,他们制造的暗氧也可能支持海底生命。他的发现发表在《自然地球科学》杂志上,引发了对拟议深海采矿项目风险的新关注。
科学家们发现,这些金属结核之所以能产生氧气,是因为它们像电池一样工作。
Sweetman教授解释说:“如果你把电池放入海水中,它会开始冒泡。这是因为电流实际上在分解海水成氧气和氢气(这些是气泡)。我们认为这就是这些结核在自然状态下发生的情况。”
“这就像手电筒中的电池,”他补充道。“你放一个电池进去,它不会亮。你放两个进去,就有足够的电压点亮手电筒。所以当结核在海底相互接触时,它们就像多个电池一样协同工作。”
研究人员在实验室中对这种理论进行了测试,收集并研究了土豆大小的金属结核。他们的实验测量了每个金属块表面的电压——本质上是电流的强度。他们发现其电压几乎等于典型AA电池的电压。
这意味着,他们认为,海底的结核能够产生足够大的电流来分解或电解海水分子。
研究人员认为,这种无需光和生物过程的电池驱动氧气生产过程,可能也会在其他行星和卫星上发生,创造出富氧环境,使生命得以存在。
发现所在地的Clarion-Clipperton区已经被多家海底采矿公司探索,这些公司正在开发技术,收集这些结核并带到船上。
美国国家海洋和大气管理局警告称,这种海底采矿可能“导致生物和海底栖息地的破坏”。
来自44个国家的800多名海洋科学家签署了一份请愿书,强调了环境风险,并呼吁暂停采矿活动。
深海中不断发现新物种——常有人说我们对月球表面的了解比对深海的了解更多。这一发现表明,结核本身可能为海底的生命提供氧气。
爱丁堡大学的海洋生物学家Murray Roberts教授是签署海底采矿请愿书的科学家之一。他告诉BBC新闻:“已有大量证据表明,剥离深海结核田会摧毁我们几乎不了解的生态系统。”
“因为这些田覆盖了我们星球如此广阔的区域,在深海采矿时还不知道它们可能是重要的氧气生产来源,这简直是疯了。”
Sweetman教授补充道:“我不认为这项研究会终止采矿。”
“但我们需要更详细地研究它,我们需要在未来使用这些信息和数据,如果我们要进入深海进行采矿,就要以最环保的方式进行。”
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