深海機器人將探尋神秘“暗氧”來源

上周，在英國倫敦召開的新聞發布會上，研究人員展示了專門用于監測氧氣生成情況的儀器，這些儀器既可用于海底環境的研究，也可以用于模擬深海條件（包括400個大氣壓）的實驗室實驗。日本慈善機構“日本財團”將提供520萬美元的資助，用于后續的相關研究。

項目科學家將于5月搭乘“鸚鵡螺”號考察船前往克拉里昂-克里珀頓區——該區域位于夏威夷島與墨西哥之間，正是最初發現“暗氧”的地點。項目負責人、英國蘇格蘭海洋科學協會的海底生態學家Andrew Sweetman在發布會上介紹了兩種功能各異的探測器，它們將沉降到海底進行測量和采樣。

“我們將使用專門為研究‘暗氧’生成而設計的著陸器。”Sweetman說。探測器配備pH傳感器以測量海水中的質子濃度，高濃度質子表明水分子正在分解，而分子氧正在形成。

最初的研究發現，富含多金屬結核的區域中存在“暗氧”。這些結核是由錳、鈷等貴金屬組成的遠古礦塊，歷經數百萬年在海底形成。研究團隊據此推測，這些形似巨型黑松露的結核可能如同電化學電池中用于產氫的催化劑。但深海產氧機制并非僅此一種，微生物也可能參與其中。

新的實驗旨在驗證團隊最初的發現，并探究“暗氧”的生成機制。團隊成員、美國波士頓大學的地球生物學家Jeff Marlow在新聞發布會上表示：“我們主要關注電化學和生物學兩種機制，它們可能獨立運作，也可能協同作用。我們將繪制多金屬結核中的微生物、礦物及代謝活動分布圖。”

美國西北大學化學家Franz Geiger表示，他將對從海底采集的多金屬結核進行壓力艙實驗，研究它們的電化學特性，并使用可在液體細胞中工作的特殊透射電子顯微鏡觀察其表面。這種工具能在鹽水環境中繪制金屬表面的化學狀態圖。同時，定制的電極陣列將測量結核內數百個位置間的電壓差，以驗證其能否催化水分解反應。

Sweetman團隊在為加拿大溫哥華海底采礦公司The Metals Company開展研究時發現了這種氧氣，當時的研究旨在評估開采海底多金屬結核對深海生物生態系統的影響。

Sweetman強調，理解“暗氧”在海洋生態系統中的作用至關重要，“這樣一來，若采礦活動推進，我們就能提出最大限度減少破壞的采礦方案”。