海底“暗氧”可能改写地球生命的起源

海底“暗氧”可能改写地球生命的起源

这是小学科学课上最早学到的知识之一——地球上维持生命的氧气是由植物和藻类在光合作用中利用二氧化碳和阳光产生的。但研究人员最近发现的“暗氧”可能颠覆了人们对这种关键元素如何产生的传统观念——以及这对生命起源意味着什么。

根据 7 月 22 日发表在《自然地球科学》杂志上的一项研究,位于海底的天然矿藏——多金属结核似乎能够在没有任何光源的情况下产生氧气。这些结核位于海平面以下 20,000 英尺处,大小从颗粒到人手大小的结核不等。由于它们含有钴、铜、锂和锰的组合,大型矿业公司长期以来一直将其视为生产电池和其他电子产品所需的潜在未开发金属来源。但是,尽管它们在工业用途上可能利润丰厚,但现在它们似乎对海洋生态系统中的生命更为重要。

从海底采集的多金属结核被放置在西北大学化学家 Franz Geiger 实验室的模拟海水中。图片来源:Franz Geiger / 西北大学

十多年前,人们首次在太平洋东北部地区发现了多金属结核中发生了一些奇怪的现象。苏格兰海洋科学协会 (SAMS) 的 Andrew Sweetman 在该地区被称为克拉里昂-克利珀顿区的多山海底山脊进行采样考察时,注意到他的设备上出现了奇怪的读数。

“当我们第一次得到这些数据时,我们认为传感器有问题,因为在深海进行的所有研究都只看到氧气被消耗而不是产生,”Sweetman 在一份附带声明中说。“我们会回家重新校准传感器,但 10 年来,这些奇怪的氧气读数一直出现。”在使用不同的传感器阵列仔细检查结果后,Sweetman 和他的团队知道他们“发现了一些开创性的、意想不到的东西。”

2023 年,斯威特曼就这一奇怪证据联系了西北大学电化学专家弗朗茨·盖革,并寄给他几磅多金属结核。电解是将目标分解成独立元素的过程,在海水中只需 1.5 伏电压即可启动——在将传感器连接到单个结核后,斯威特曼和盖革检测到的电压高达 0.95 伏。当他们将这些地层紧密地放在一起时,这种功率甚至会进一步增加,就像堆叠电池一样。

[相关:新发现的深海蠕虫移动起来就像一张“活的魔毯” ]

盖格在一份声明中表示:“看来我们发现了一个天然的‘地电池’。这些地电池是解释海洋暗氧产生的原因的基础。”

这种暗氧的存在和可能的来源最终可能会改写地球上生命起源的故事。正如 Sweetman 解释的那样,专家们长期以来一直认为,地球上的有氧生命起源于早期植物和藻类等光合生物产生的氧气。现在他们知道即使在没有光线的海洋深处也可以产生氧气,这些理论可能需要更新。

斯威特曼说:“我认为我们......需要重新审视这样的问题:有氧生命从何而来?”

但多金属结核可能不仅仅帮助了地球上生命的诞生——它们还可能继续在海底附近维持生命的延续。这给将它们视为潜在的天然采矿资源带来了重大问题。盖格在周一的公告中解释说,海洋生物学家在 2016 年和 2017 年对 20 世纪 80 年代开采的深海区域进行了检查,发现整个死区甚至没有细菌的存在。

“为什么这些‘死亡区’会持续数十年仍不得而知,”盖格说。“然而,这给海底采矿战略打上了重要的警示,因为结核矿丰富地区的海底动物群多样性比最多样化的热带雨林更高。”

不幸的是,所有这些深海生物多样性对于将多金属结核视为潜在利润的公司来说可能意义不大。盖格指出,克拉里昂-克利珀顿区 4,500 英里范围内所有地层的总质量可能足以满足数十年的全球能源需求。但正如无数例子已经表明的那样,一个看似遥远的生态系统的破坏可能会在其他地方引发致命而危险的连锁反应。

盖格警告说:“我们需要重新考虑如何开采这些材料,以免耗尽深海生命的氧气来源。”

<<:  你的狗可能能闻到你的压力

>>:  黑猩猩的对话可能会像人类一样混乱

推荐阅读

Vex 机器人设计系统的发明者指南

运动目录:方形靴组装要理解的概念子系统接口运动子系统清单方形靴组装在 Squarebot 设计中,运...

科学家们终于从企鹅的视角看世界了

现在,从企鹅的视角看海洋已成为现实。一个国际研究小组开发了 PenguCams,这是一种新型动物摄像...

这款 DVD 大小的光盘可以存储 125,000 GB 的海量数据

即使在数字优先的世界里,DVD 和蓝光等光盘仍然有很多用途。但尽管它们价格低廉、坚固耐用、体积小巧,...

“蓝碳”对濒危沿海生态系统和碳封存具有双赢作用

在哥伦比亚西斯帕塔茂密的红树林中,加勒比海的海水与盘根错节的树根交汇,一项前所未有的保护项目正在进行...

《幻想传说 THE ANIMATION Fan Disc》的魅力与评价

幻想传说动画粉丝光盘 - 最终决战的开始2007年8月24日,Frontier Works 发售的《...

一天应该喝多少水?

生活中有许多奢侈品,但水绝对不是其中之一。我们大多数人都知道我们都需要液体才能生存,但到底需要多少水...

旧 SIM 卡中的黄金可用于制造未来药物

化学家们正在开辟一条回收废弃 SIM 卡的道路,不是用于电子产品,而是用于医药。 SIM 卡可让您的...

《言灵少女动画 -Microphone Soul Spinners-》评论:引人入胜的故事和人物深度

言灵少女动画-Microphone Soul Spinners-的魅力与评价《言灵少女动画 -Mic...

明天苹果的 iPhone 发布会有哪些看点

https://www.youtube.com/watch?v=m-Ib6NME-DE我们确信苹果...

我们在回收吸管方面做得很差——所以也许我们应该禁止它们

走进任何一家休闲餐厅,在你看完菜单之前,服务员可能会给你一杯冷水。里面可能有一个柠檬。可能有冰。杯子...

年轻人、小狗和羊角面包:重新评价每个人歌曲中的情感

一个年轻人,一只小狗和一个羊角面包 - WAKAMONOTOKOINUTOKUROASAN概述《年轻...

这款售价 200 美元的陨石伏特加味道清爽

据估计,每天有 48.5 吨的流星和陨石撞击地球——虽然这些物质(大部分)幸运地在穿过大气层时燃烧殆...

召集所有程序员:Visual Studio 2022 限时仅售 27.97 美元

如果您是开发人员或程序员,您可能听说过 Visual Studio。它是开发环境的黄金标准,深受经验...

随着基础设施法案的出台,汽车前灯亟需升级

任何曾经在黑暗中驾驶过的人都知道优质车头灯的好处。车头灯是汽车整体结构中很小的一部分,但对于能见度和...

2015 年会成为我们的智能手机与大脑连接起来的一年吗?

Thync 波士顿办公室的内墙布满了用干擦记号笔涂鸦的痕迹,散发着任何一家科技初创公司的青春活力。...