对太平洋深处的调查带来了一个惊喜——尽管没有光供植物进行光合作用，但那里却意外地产生了氧气。这个国际研究小组得出结论，这种氧气最有可能的来源是海底充当地球电池的多金属结核。
在太平洋海底4公里处发现多金属结核。这些结核富含多种金属，这些金属加在一起可能会分解水，这就解释了氧气的存在，而氧气的存在远比光能到达的深度要深
近年来，对这些结核的商业兴趣有所增长，因为它们含有高含量的镍、锂和钴等元素，这些元素用于可充电电池和其他绿色技术。这种兴趣也引起了人们对深海海底采矿对环境影响的担忧。
采样是在东太平洋克拉里昂-克利珀顿带的地表以下4公里处进行的。着陆器降落的海底布满了结核，每平方米有数千个结核，英国爱丁堡大学的生物地球化学家安德鲁·斯威特曼(Andrew Sweetman)回忆道。他补充说，每个测试室通常有数百个结节
研究小组记录到，在封闭的房间里，氧气含量在两天内上升到背景浓度的三倍多。他们认为，海底富含金属的结核携带的电荷高到足以将海水分解成氧气和氢气。2013年首次记录到这些深度的氧气，但直到最近才有证据表明那里正在产生氧气。
斯威特曼说:“我以为传感器坏了。”“我认为这是不可能的，因为你需要一个光源来产生氧气——通过光合作用。”
在做了许多类似的记录之后，斯威特曼改用一种仪器，用化学方法而不是光学方法来测量氧气，结果也一样。斯威特曼说:“突然间，我意识到在过去的八到九年里，我一直忽视了氧气的产生。”
他补充说:“令人惊讶的是，我们发现当结核在表面孵育时，氧含量上升了。”研究小组考虑了微生物产生氧气，但在样本中添加毒药对氧气产生没有影响。
来自美国西北大学的合著者Franz Geiger在他的实验室里用万用表探测了结核，发现结核表面有高达0.95V的电位。需要1.23V的输入电压加上约0.37V的过电位才能将海水转化为氢气和氧气。
斯威特曼说:“我们没有达到电解所需的电压，但有大量的文献研究了用镍等金属掺杂锰氧化物以降低海水电解所需电压的重要性。”这也许可以解释他们对氧的观察。
南丹麦大学(University of Southern Denmark)的海洋地球化学家罗尼?格莱德(Ronnie Glud)说，这些发现确实非常令人惊讶和兴奋。“他们在舱内释放氧气的事实是相当可靠的，但这是如何发生的?”然而，他并不相信团队的解释。“他们没有强有力的证据来解释氧气演化的任何机制。”
他指出，“你会看到氧气上升，然后达到饱和并保持不变”，因此他认为，“这可能是一个由结节干扰引发的短暂现象”。研究人员自己认为，着陆器可能清除了沉积物，并暴露了结核上的电化学活性部位。Glud希望看到氢形成的观测结果，以证实水的电解。
制氢的可能性是有争议的，而且具有潜在的重大意义。氢可能是深海微生物的能量来源。斯威特曼说:“在我们看到氧气产生的地方，我们也看到化学合成的速度比正常情况高50倍。”
他认为，这些结果为重新审视生命的起源打开了大门。需氧生物需要氧气，据推测，氧气来自光合生物，但地质起源也可能是可行的。
其他人则看到了外星人的影响。“我发现最有趣的是天体生物学的潜力，”合著者杰弗里·马洛说，他是美国波士顿大学的微生物学家。“在地球之外，如果你没有氧气，你可能会被微生物所限制。”
然而，这种氧气在地球上的重要性仍然未知。“这些氧气是否直接和实质性地影响了深海中的生态和动物生物量?”马洛说。我们只是还不知道。
我是一名自由科学记者
他在爱尔兰都柏林出生。我涵盖了化学和生物科学的各种主题，以及科学政策、健康和创新。查看完整档案
