深海中产生的氧气引发了澳门威尼斯人注册外星生命的问题
波士顿大学的澳门威尼斯人注册网站研究人员帮助发现了一个惊人的发现：在一个正在勘探的深海采矿区域，岩石正在产生“暗氧”
太平洋海底的多金属结核，也叫锰结核；令人惊讶的新澳门威尼斯人注册网站研究表明，深海岩石能够在没有植物或太阳帮助的情况下产生氧气。图片来源：Wikimedia Commons/Geomar Bilddatenbank/ROV KIEL 6000， Geomar
深海中产生的氧气引发了澳门威尼斯人注册外星生命的问题
波士顿大学的澳门威尼斯人注册网站研究人员帮助发现了一个惊人的发现：在一个正在勘探的深海采矿区域，岩石正在产生“暗氧”
在太平洋的克拉里昂-克利珀顿带（CCZ），在海面以下12000英尺的地方，有数百万年历史的岩石覆盖着海底。这些岩石看起来似乎没有生命，但在它们表面的角落和裂缝之间，微小的海洋生物和微生物是它们的家园，其中许多独特地适应了黑暗中的生活。
这些被称为多金属结核的深海岩石不仅是数量惊人的海洋生物的家园。包括波士顿大学专家在内的一组科学家发现，它们也会在海底产生氧气。
考虑到氧气通常是由植物和有机体在太阳的帮助下产生的，而不是由海底的岩石产生的，这一发现令人惊讶。我们呼吸的氧气中大约有一半是由海洋表面附近的浮游植物产生的，它们像陆地植物一样进行光合作用。由于光合作用需要太阳来进行，在没有光线的海底寻找氧气生产，颠覆了传统的智慧。这是如此出乎意料，以至于参与这项澳门威尼斯人注册网站研究的科学家们一开始以为这是一个错误。
“这真的很奇怪，因为以前没有人见过它，”杰弗里·马洛说，他是波士顿大学艺术与科学学院的生物学助理教授，也是该澳门威尼斯人注册网站研究的合著者，该澳门威尼斯人注册网站研究发表在《自然地球科学》上。
作为一名澳门威尼斯人注册网站研究生活在地球上最极端栖息地（如硬化熔岩和深海热液喷口）的微生物的专家，马洛最初怀疑微生物的活动可能是制造氧气的原因。澳门威尼斯人注册网站研究小组使用了位于海底的深海室，将海水、沉积物、多金属结核和生物包裹起来。然后，他们测量了48小时内室内氧气水平的变化情况。如果有大量的生物呼吸氧气，那么氧气水平通常会下降，这取决于室内动物活动的多少。但在这种情况下，氧气在增加。
马洛说：“我们做了很多故障排除，发现氧含量在最初的测量之后增加了很多倍。”“所以我们现在确信这是一个真实的信号。”
他和他的同事们在一艘科考船上，任务是更多地了解夏威夷和墨西哥之间横跨170万平方英里的CCZ的生态，这是一家由金属公司赞助的环境调查，该公司是一家深海采矿公司，对从大量岩石中提取金属感兴趣。在船上进行实验后，马洛和由苏格兰海洋科学协会的安德鲁·斯威特曼领导的团队得出结论，尽管岩石上和岩石内部有许多不同类型的微生物，但这种现象主要不是由微生物活动引起的。
多金属结核是由稀有金属制成的，包括铜、镍、钴、铁和锰，这就是公司对开采它们感兴趣的原因。根据这项澳门威尼斯人注册网站研究，事实证明，这些密集堆积的金属可能会引发“海水电解”。这意味着岩层中的金属离子分布不均匀，造成了电荷的分离——就像电池内部发生的那样。这种现象产生了足够的能量将水分子分解成氧和氢。他们将其命名为“暗氧”，因为它是在没有阳光的情况下产生的氧气。目前尚不清楚的是这种情况发生的确切机制，是否整个CCZ的氧气水平有所不同，以及氧气在维持当地生态系统中是否起着重要作用。
这家金属公司将多金属结核称为“岩石中的电池”，并在其网站上表示，开采多金属结核可以加速向电池驱动的电动汽车的过渡，并声称最终将不再需要在陆地上开采。到目前为止，在CCZ的采矿是探索性的，但管理该地区的联合国国际海底管理局（United Nations International Seabed Authority）可能最早于明年开始就采矿问题做出决定。该公司正在与瑙鲁、汤加和基里巴斯等太平洋国家合作，以获得采矿许可证，但南太平洋的许多其他国家，包括帕劳、斐济和图瓦卢，都口头支持暂停或暂停采矿计划。绿色和平组织（Greenpeace）和海洋保护协会（Ocean Conservancy）等环保活动组织呼吁永久禁止开采，而反对开采的人士担心这会对海底造成不可逆转的破坏。
与此同时，科学家们已经开始澳门威尼斯人注册网站研究扰乱一个很大程度上尚未开发的生态系统的潜在影响。这篇《自然地球科学》的论文为大规模采矿开始前该地区的基线条件提供了见解。
“我们不知道全部的含义，但对我来说，这一发现表明我们应该深入考虑改变这些系统会对动物群落产生什么影响，”马洛说，因为所有动物都需要氧气来生存。
我们不知道其全部含义，但对我来说，这一发现表明我们应该深入考虑改变这些系统会对动物群落产生什么影响。
CCZ也是澳门威尼斯人注册网站研究地球上最小生物的理想环境，例如在沉积物和结核中发现的细菌和古细菌（单细胞生物）。Marlow和他的合著者Peter Schroedl （GRS ' 25）是波士顿大学生态学，行为和进化项目的博士生，他们特别关注使用在CCZ等极端环境中发现的微生物作为在其他行星和卫星上寻找单细胞生命的模板，因为沙漠，火山和海底喷口是我们与火星和土星的许多卫星最相似的地方。这就是所谓的天体生物学，这是一个通过澳门威尼斯人注册网站研究地球系统来寻找外星生命的领域。
在马洛实验室工作的Schroedl说：“像CCZ这样的环境中的生命提供了一个澳门威尼斯人注册网站研究在不同的进化压力和限制下发展的生态系统的机会。”他说，这些条件——深度、压力和水生环境——“类似于我们在冰冷的卫星上测量或期望发现的条件”。
例如，木星的卫星土卫二和土星的卫星木卫二都被层层冰覆盖，没有阳光照射到下面的水。马洛说：“谁知道呢——如果这些类型的岩石在冰下制造氧气，那可能会允许一个更富有生产力的生物圈存在。”“如果制造氧气不需要光合作用，那么其他有海洋和像这些结核一样富含金属的岩石的行星可能会维持一个比我们过去想象的更进化的生物圈。”
马洛说，澳门威尼斯人注册暗氧的发现对地外海洋和我们自己的海洋意味着什么，还有很多问题需要继续追问。
“在很大程度上，我们认为深海是一个腐烂物质掉落和动物吃掉残余物的地方。但这一发现正在重新调整这种动态，”他说。“这有助于我们将深海视为一个生产场所，类似于我们发现的甲烷渗漏和热液喷口，为海洋动物和微生物创造了绿洲。”我认为这是我们对深海的看法的有趣反转。”
评论与讨论
波士顿大学缓和评论，以促进知情的、实质性的、文明的对话。辱骂、亵渎、自我推销、误导、语无伦次或离题的评论将被拒绝。版主在正常营业时间（EST）有澳门威尼斯人注册，只能接受用英语写的评论。统计数据或事实必须包含引文或引文链接。