在深海世界,有一个一直让人摸不着头脑的谜题——“暗氧”。2024年,一个国际研究团队宣布了一个重要发现:在太平洋中部的克拉里昂-克利珀顿区(Clarion Clipperton Zone, CCZ),深海采矿公司梦寐以求的金属结核居然能自己制造氧气。这一发现立刻引发了大家的关注,因为这些结核里含有丰富的镍、钴和锂,它们可是未来绿色电池的重要原料。 对于这个神秘的“暗氧”到底是从哪儿来的,目前科学界还不太清楚。有一种说法是,结核带电的表面给水电解创造了条件。日本财团(Nippon Foundation)刚刚拿出520万美元(370万英镑)来支持一项三年的项目,想搞明白这到底是怎么回事。这个项目今年晚些时候要在CCZ部署三个特制的着陆器,让它们下潜到海平面以下6公里的深处。 苏格兰海洋科学协会(Scottish Association for Marine Science)的生物地球化学家Andrew Sweetman正在带领这个项目。他说,这次主要有三个目标:一是用最新的仪器再次确认“暗氧”确实存在;二是弄清楚到底是哪种微生物在起作用,还是化学物质或锰氧化物在作祟;三是做更多的模拟实验,看看沉积物被翻动后会不会影响氧气的产生。 在深海采矿活动中,海底的沉积物很容易被搅动起来,把一些具有电化学活性的位点暴露出来。我们觉得这些位点可能和氧气生产有关。这次航行中,他们会测量氧气和氢气的产生情况、酸碱度的变化还有碳酸盐系统的各种成分。他们还会往海底和结核里添加一些同位素标记的水,看能不能在溶解氧的信号中检测到它们。 为什么要这么费劲去研究“暗氧”?Sweetman解释说,这不仅是为了让我们更了解自己的居住环境,更是为了深海采矿的安全。如果不知道这个过程到底是怎么回事,也不知道它在生态上重不重要,将来真的开始采矿的时候就容易出乱子。所以我们必须先弄清楚它会不会带来什么危害。 关于这个现象,科学界还存在不少争议。有人怀疑这些数据是不是仪器出了问题?Sweetman回应说这种怀疑可以理解——他自己八九年都没停止过怀疑。他们给矿业公司看过不少数据,有些公司说仪器是因为捕获了气泡才显示有氧气。但这些仪器已经用了30多年了,在别的地方都没见过这种情况。 除了在CCZ这种堆满锰氧化物的地方部署着陆器外,其他地方都测不到氧气产生。做个简单的计算就知道问题在哪儿:假设捕获了一个500毫升的气泡。当着陆器下潜到海平面以下2公里时,水流过它产生的湍流就能把氧气冲走。等到3.5公里深的时候,哪怕只有20毫升的气泡也会完全消失。 他们还做了一些预培养实验:没穿透海底时测不到氧气产生;一旦把腔室推入沉积物里,氧气就冒出来了。还有其他大量数据也显示这不是实验出了问题。 关于结果什么时候能出来?这次航行采集的样本会送到实验室分析。今年年底应该能拿到数据证明这个过程确实在发生。到明年年中时我们应该能更清楚到底是怎么回事。 Sweetman强调说他们不是来反采矿的;他们只是想收集更多信息。根据研究结果他们会跟国际海底管理局(International Seabed Authority)讨论怎么定法规——不是为了阻止采矿,而是为了确保采矿能安全进行。