教材說迷解思

Q:「暗氧」──無光深海也能自然產生氧氣

A蘇格蘭的海洋科學團隊發現:深海4千公尺處的礦物「錳結核」能透過類似電解作用的方式產生氧氣,有別於植物行光合作用,此過程無需陽光,故稱為「暗氧」。最初,研究團隊檢測太平洋海底微生物的氧氣消耗速率時,發現氧氣含量「不減反增」。他們重返同一地點以另一種方式重新檢測,仍獲得同樣結果,因而排除了設備故障的可能性。

    研究團隊採集檢測地點的沉積物、海水等,並邀請美國的電化學家共同合作,發現海底自生性礦物──黑褐色球狀的錳結核,每顆在海水中具有0.95伏特電壓,當海底有一整片錳結核時(像電池串聯),可能會產生電解海水所需的1.5~1.6伏特電壓,而產生氫氣和氧氣。所以,錳結核又稱為「岩石中的電池」,其表面粗糙,佈滿橢圓或不規則疙瘩狀,含錳、鎳、銅、鈷等多種金屬的氫氧化物,其中有些稀有金屬是製造蓄電池、太陽能電池板不可或缺的材料。

    已知,夏威夷墨西哥之間的海底預估有200多噸錳結核,日本最東端的深海甚至發現多達2億多噸錳結核,隨電動車、智慧型手機等產品普及,各國的稀有金屬需求量持續增加,錳結核蘊藏量對當地國家更具經濟效益。「暗氧」的發現不僅可能改變人類目前認為生命起源於海底熱液噴泉附近的看法,也警示深海採礦對生態系的影響可能比原本想像來得嚴重。