摘要：大家还记得2024年夏季的一项堪称“石破天惊”的研究吗？关注深海采矿的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者们一定记得那篇研究。这个关键词是“暗氧”（也翻译为“黑暗氧气”），顾名思义，是指在深海完全黑暗的环境中，由海底金属矿物产生的氧气。这个发现颠覆

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：

文 | 王海诗（Amphitrite Wong）

【编者按】大家还记得2024年夏季的一项堪称“石破天惊”的研究吗？关注深海采矿的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者们一定记得那篇研究。这个关键词是“暗氧”（也翻译为“黑暗氧气”），顾名思义，是指在深海完全黑暗的环境中，由海底金属矿物产生的氧气。这个发现颠覆了我们长期以来对氧气来源的认知。传统的观点认为，地球上的氧气主要由光合作用产生，但“暗氧”的发现表明，在没有阳光的深海，也存在着一种独特的氧气生成机制。

海湿·往期报道：《重磅！深海矿物生成“黑暗氧气”：新发现颠覆传统生命起源理论？》

当时，科学家们推测，“暗氧”的产生可能与海底金属矿物中的电化学反应有关。这些矿物中含有丰富的金属元素，如钴、镍、铜等，它们在特定的环境条件下能够与海水发生反应，从而产生氧气。去年“海洋与湿地”小编曾提到，千万别小看这个研究，因为它可能改写国际深海采矿的游戏规则。

以上，“暗氧”的发现表明，深海可能存在着更为复杂的能量流动机制。这些由海底矿物产生的氧气可能为深海生物提供额外的能量来源，支持深海生态系统的多样性。因此，小编注意到虽然当时这篇论文是在2024年7月份的国际海底管理局（ISA）会议之前发表的、也起到了对于ISA会议的一定的影响力，但是，迄今为止，只有那一篇论文，尚无第二份证据。

2025年1月18日，“海洋与湿地”（OceanWetlands）注意到，据英国苏格兰海洋科学协会（Scottish Association for Marine Science, 简称SAMS）官网发布的最新信息，该机构将启动一项为期三年的研究计划，深入探索“暗氧”（Dark Oxygen）现象。这一颠覆性的发现不仅可能揭示地球生命起源的全新线索，还为探讨其他星球生命存在的可能性提供了崭新视角。

这一研究计划由SAMS的安德鲁·斯威特曼教授（Prof. Andrew Sweetman）领导。此前，他的团队发现“暗氧”能够在完全黑暗的深海环境中生成，挑战了传统科学认知，即氧气只能通过光合作用产生。这一发现，首次提出了光合作用之外的氧气生成机制，为生命在极端环境中的起源和延续提供了新的理解。斯威特曼教授表示，“‘暗氧’的发现是深海科学的一次重大突破，但也带来了更多谜团。通过这项新研究，我们希望进一步解答这些问题。如果能够证实氧气在无光条件下的生成机制，这将改变我们对地外生命可行性的看法。”

（上图：2024年7月发表的该论文标题、以及研究人员的阵容。图片来源：Nature Geoscience）

据介绍，该研究计划得到了日本财团（The Nippon Foundation）提供的200万英镑资助，资金将用于开发先进的深海探测设备。这些设备将被部署到深达11,000米的海洋哈达尔带（Hadal Zone），这是地球上最深的海洋区域之一，占全球海洋面积的45%。研究团队计划通过这些设备获取深海氧气生成的关键数据，同时探测深海环境中是否存在与“暗氧”相关的其他物质和现象。

研究的核心问题包括“暗氧”的分布范围、其生成过程中是否释放氢气以及这些氢气是否被深海微生物群作为能量来源。此外，该团队还计划研究全球气候变化对深海生物活动的潜在影响。这一系列探测将为科学家们首次直接了解深海氧气生成过程提供可能，并为深海生态系统的未来研究奠定基础。

【2024年的这篇“黑暗氧气”研究的回顾】

团队发现，深海的多金属结核（polymetallic nodules）通过类似电池的方式产生氧气。这些矿物质沉积物通常位于海床深处，包含钴、镍、铜、锂和锰等金属，这些金属在电池技术中具有重要应用。研究表明，这些矿物能够通过与海水的电化学反应生成氧气，这一过程不依赖于阳光。研究人员在克拉里昂-克利珀顿断裂带进行的实地采样揭示了这一令人惊讶的现象。

克拉里昂-克利珀顿断裂带（Clarion-Clipperton Fracture Zone，简称CCZ）是太平洋东北部海底的一条巨大的断裂带，长约7240公里，宽约450万平方公里，面积相当于美国陆地面积的一半。CCZ是地球上最大的断裂带之一，也是目前已知富含多金属结核（polymetallic nodules）的区域之一。

研究人员在克拉里昂-克利珀顿区进行了多次现场底栖舱地陆器实验。与之前的深海氧通量研究不同的是，它们发现在舱内积累的氧明显多于消耗的氧，表现为净氧产生现象。经反复查验、研究结果显示，底栖群落内氧的产生超过消耗，表现为“黑暗氧气产生”的现象，可能为底栖生物提供额外的氧气。

刚开始，这个研究团队对在如此深的黑暗环境中发现氧气感到困惑，认为可能是搞错了、设备可能出现了故障。但是，经过反复验证，他们确认：这些金属结核确实能产生氧气，并将其归因于自然界中的“地质电池”现象，这种现象通过电化学反应从海水中释放氧气。

“地质电池”假说（geo-battery hypothesis）也就是这项研究中提出的一种假设，认为在深海多金属结核中，由于结核内部金属离子之间的电位差，可能会发生海水电解反应，导致氧气的产生。这个过程类似于在电池中，通过金属反应来产生电流。

据介绍，这一研究计划已被联合国教科文组织（IOC UNESCO）列为联合国“海洋十年”活动的重要组成部分，并吸引了国际社会的广泛关注。美国国家航空航天局（NASA）的科学家认为，“暗氧”现象可能重新定义在没有阳光的环境中维持生命的可能性，为未来的地外生命探索提供重要线索。

2024年的报道中的一图片：上图：一个国际研究团队，包括一名西北大学的化学家，发现深海海底的金属矿物在水深13000英尺处产生氧气。图片来源：英国诺斯韦斯特大学官网

日本财团主席笹川阳平（Yohei Sasakawa）在资助声明中表示：“深海是维系人类生命和生物多样性的关键，但我们对其了解依然十分有限。支持这一研究不仅是推动科学进步的方式，更是希望未来的人类能够从深海的资源和智慧中受益。”

据介绍，SAMS的深海研究历史可以追溯到1872-1876年的“挑战者号探险”（Challenger Expedition），那次探险开启了人类对深海的首次系统性研究。该机构成立于1882年，是欧洲领先的海洋科研机构和世界最古老的海洋组织之一。

150年后的今天，SAMS通过对“暗氧”现象的深入研究，延续了对深海未知领域的探索精神。SAMS主任尼克·欧文斯教授（Prof. Nick Owens）指出，“‘暗氧’的发现是SAMS发展史上最重要的成就之一，这不仅巩固了英国在海洋科学领域的领先地位，也为全球深海研究树立了新的标杆。”

深海与生命之间，有着深刻联系、以及我们暂不知晓的无限的可能。或许，这项研究还真可能在不久的未来取得成果——揭示深海环境中隐藏的奥秘，为人类理解地球生命的起源和未来提供新方向。让我们拭目以待。

海洋与湿地

专栏作者

（注：本文仅代表资讯或者作者个人观点。不代表平台观点。欢迎留言、讨论。）

资讯源 | SAMS
编译 | 王海诗（Amphitrite Wong）

编辑 | Linda Wong

排版 | 绿叶

王 海 诗

Amphitrite Wong

【作者简介】王海诗（Amphitrite Wong）是一名热爱海洋的环境观察青年，求知、好学和热爱探索。关心海洋生物、环境健康以及人类健康。长期关注全球海洋治理、海洋生物多样性保护、海洋污染问题、可持续渔业、以及社区粮食安全等议题，并努力通过分享知识和实际行动让更多人了解海洋保护的重要性。

【引用本文】

王海诗.英国苏格兰海洋科学协会启动深海“暗氧”研究计划，或将揭示地球生命起源的全新线索.海洋与湿地.2025-01-18

全球环境治理·海湿专栏作者

Global Environmental Governance

海洋生物多样性保护利在千秋。©摄影：王敏幹教授（Prof.John MK Wong） | 绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

【参考资料】

https://news.northwestern.edu/stories/2024/july/deep-ocean-floor-produces-its-own-dark-oxygen/

https://www.nature.com/articles/d41586-024-02393-7

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240722154949.htm

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来源：中国绿发会