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」

研究人員相信，這些被稱爲「多金屬結核」的物質產生的電化學活動，可從海水提煉出氧氣。這些金屬塊歷經數百萬年形成，大小約相當於一顆馬鈴薯。路透

科學家發表一項新研究指出，自然形成於海底的金屬或許能產生氧氣；這可能「徹底扭轉」我們對於地球生命起源的理解。華盛頓郵報報導，《自然-地球科學》（Nature Geoscience）期刊22日刊登這項研究，發現由錳、鐵等礦物組成的金屬塊，在完全黑暗中也能產生氧氣。

有機體通常需要行光合作用產生氧氣，但研究人員相信這些被稱爲「多金屬結核」（polymetallic nodules）的物質產生的電化學（electrochemical）活動，可從海水提煉出氧氣。這些金屬塊歷經數百萬年形成，大小約相當於一顆馬鈴薯。

研究主要作者史威特曼（Andrew Sweetman）2013年首次記錄到太平洋海底的異常氧氣讀數，原本以爲是儀器故障，但每次送修廠商都表示正常。

2021和2022年，史威特曼研究團隊回到克拉里昂-克利珀頓斷裂帶（Clarion-Clipperton Zone）；該區擁有大量多金屬結核。他們將儀器沉到超過4000公尺深的海底，測量47小時以觀察棲息微生物的耗氧量。結果發現，氧氣非但沒有下降，反而還上升，顯示氧氣產生大於消耗。

研究人員假設，多金屬結核由不同金屬組成，其電化學活動是儀器測到氧氣生成的原因之一。研究共同作者漢恩（Tobias Hahn）形容，這就像一枚電池，電子從一個電極流向另一個電極，產生電流。

漢恩說：「我們認爲地球上的生命是隨光合作用的開始而誕生，因爲氧氣是透過光合作用在地球生成。事實上，這個透過電化學方式，將水分解成氧氣和氫氣的過程，可能爲海洋提供氧氣。這可能會改變生命起源的故事。」

研究新聞稿指出，這個結果挑戰「長期以來只有光合作用生物，如植物和藻類，爲地球提供氧氣」的既定假設。但若這項發現被證實，「我們需要重新思考如何在水下開採像鈷、鎳、銅、鋰和錳這樣的原料，以免耗盡深海生命的氧氣來源」。

錳等礦物被用於電池生產，是綠色能源轉型的關鍵。深海採礦業者一直希望獲得批准開採多金屬結核。環保人士與許多科學家則認爲，深海採礦可能破壞脆弱的海底生態系統，並影響海洋遏制氣候變遷的能力。

漢恩表示，「我們就是不知道」透過該過程能產生多少「黑暗氧氣」、它是如何影響多金屬結核，以及需要多少結核才能實現氧氣生產。儘管該研究方法堅實，但「缺乏對正在發生的事情及其過程的理解」。

北太平洋克拉里昂-克利珀頓斷裂帶的海底擁有大量多金屬結核。圖／擷自GEOMAR網站