重寫生命起源論？不僅透過光合作用 海底金屬也能產生「黑暗氧氣」

研究人员相信，这些被称为「多金属结核」的物质产生的电化学活动，可从海水提炼出氧气。这些金属块历经数百万年形成，大小约相当于一颗马铃薯。路透

科学家发表一项新研究指出，自然形成于海底的金属或许能产生氧气；这可能「彻底扭转」我们对于地球生命起源的理解。华盛顿邮报报导，《自然-地球科学》（Nature Geoscience）期刊22日刊登这项研究，发现由锰、铁等矿物组成的金属块，在完全黑暗中也能产生氧气。

有机体通常需要行光合作用产生氧气，但研究人员相信这些被称为「多金属结核」（polymetallic nodules）的物质产生的电化学（electrochemical）活动，可从海水提炼出氧气。这些金属块历经数百万年形成，大小约相当于一颗马铃薯。

研究主要作者史威特曼（Andrew Sweetman）2013年首次记录到太平洋海底的异常氧气读数，原本以为是仪器故障，但每次送修厂商都表示正常。

2021和2022年，史威特曼研究团队回到克拉里昂-克利珀顿断裂带（Clarion-Clipperton Zone）；该区拥有大量多金属结核。他们将仪器沉到超过4000公尺深的海底，测量47小时以观察栖息微生物的耗氧量。结果发现，氧气非但没有下降，反而还上升，显示氧气产生大于消耗。

研究人员假设，多金属结核由不同金属组成，其电化学活动是仪器测到氧气生成的原因之一。研究共同作者汉恩（Tobias Hahn）形容，这就像一枚电池，电子从一个电极流向另一个电极，产生电流。

汉恩说：「我们认为地球上的生命是随光合作用的开始而诞生，因为氧气是透过光合作用在地球生成。事实上，这个透过电化学方式，将水分解成氧气和氢气的过程，可能为海洋提供氧气。这可能会改变生命起源的故事。」

研究新闻稿指出，这个结果挑战「长期以来只有光合作用生物，如植物和藻类，为地球提供氧气」的既定假设。但若这项发现被证实，「我们需要重新思考如何在水下开采像钴、镍、铜、锂和锰这样的原料，以免耗尽深海生命的氧气来源」。

锰等矿物被用于电池生产，是绿色能源转型的关键。深海采矿业者一直希望获得批准开采多金属结核。环保人士与许多科学家则认为，深海采矿可能破坏脆弱的海底生态系统，并影响海洋遏制气候变迁的能力。

汉恩表示，「我们就是不知道」透过该过程能产生多少「黑暗氧气」、它是如何影响多金属结核，以及需要多少结核才能实现氧气生产。尽管该研究方法坚实，但「缺乏对正在发生的事情及其过程的理解」。

北太平洋克拉里昂-克利珀顿断裂带的海底拥有大量多金属结核。图／撷自GEOMAR网站