你可能很难想象，在地球最深邃的海底，一个巨大的电池正在悄然运行，不断释放生命所需的氧气。然而科学家们用了10年的时间，仍然无法完全解释这个地球电池究竟是怎么回事，这项研究已发表在7月22日《自然-地球科学》杂志上。

2013年，苏格兰海洋科学协会教授安德鲁·斯威特曼（Andrew Sweetman）带着学生在太平洋克拉里昂-克利珀顿区进行深海研究时，意外发现了一个令人费解的现象：在距海面4000米的深海，竟然有氧气正在产生。

这个深度几乎没有阳光能够到达，按理说不应该有植物、浮游生物和藻类等任何光合作用产生氧气。斯威特曼以为是传感器坏了，让学生们把它带回去，送到生厂商那儿检测，但每次生厂商都说，传感器没有任何问题。

经过多年的反复测试和验证，这一现象被证实是真实存在的，斯威特曼将这种现象称为"暗氧"(dark oxygen)生成，那么这种氧气究竟是什么机制生成的呢？

疑点逐渐集中到了海底的多金属结核上。多金属结核又叫锰结核，是海水中的金属氢氧化物以鲨鱼牙齿、贝壳碎片、鱿鱼喙、生物微化石等为核心，逐渐凝固形成的，但生长速度极慢，大约几百万年才会长1厘米，最大的约20厘米，但大多在5到10厘米，相当于一个土豆。

锰结核因为含有猛、镍、铜、钴、锂等金属，并且数量极大，全球70%的海底可能都被覆盖，总量估计有5000亿吨，而让人类垂涎欲滴，已经跃跃欲试准备开采了。

斯威特曼猜测，会不会这些结核就像天然电池，可以与海水发生电化学反应，产生微弱的电流，从而将水分子分解，释放出氧气呢？然而他们使用万用表进行测试时，结核表面的电压却只有0.95伏，而海水的电解电压是1.5伏，这意味着锰结核不足以将水电解产生氧气。

但斯威特曼认为，众多的结核聚集在一起，可能产生电池并联和串联的效应，从而可能出现更高的电压来将水分解，他将这一现象命名为“地球电池"（geobattery）。当然，可能还需更多研究，才能完全确认这一机制，目前地球电池还只是一种可能的解释。

由于锰结核在海洋中的巨大规模，科学家们认为，这一发现可能对我们理解生命起源具有重要意义，深海环境自发产生氧气，可能是一种与早期生命形成有关的机制。不过我感觉逻辑上可能有些问题，因为锰结核是围绕生物残骸凝结形成的，也就是说先有生命才有结核，所以应该和生命起源关系不大。

但这一研究对海底采矿提出了严重警告，因为这意味着很多海底生物，可能是依赖这种地球电池产生的氧气来生存的，如果人类对这种环境造成巨大破坏，可能会对海底生态圈产生毁灭性的影响，甚至影响整个地球的氧气循环。

参考：Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor，10.1038/s41561-024-01480-8