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Kaiyun中国:奇妙的深海氧气来源

发布日期:2024-08-19 13:08:34 浏览次数:

  4000米深的海底冰冷而黑暗,没有阳光可以穿透。然而就在这里,科学家发现了一种从未设想过的氧气来源。

Kaiyun中国:奇妙的深海氧气来源(图1)

  在太平洋海底,有一片广Kaiyun全站网页阔的深海平原,被称作“克拉里昂·克利珀顿区”简称CC区。但不同的是,CC区的海底散布着数万亿颗黑色的岩石——它们是由金属和金属氧化物组成的多金属结核,组成了一片富饶的金属矿藏。

Kaiyun中国:奇妙的深海氧气来源(图2)

  科学家们为了研究这片海底的耗氧量,从而研究这里的生态系统,他们制造了一些封闭的圆筒罐子放到海底来探测氧气的消耗情况。在科学家的设想中,封闭容器内通常只存在生物的呼吸和其他无机物的氧化过程,因此可能只会消耗氧气,不会有明显的氧气产生。

  但经过一段时间的研究,科学家们发现罐子里面的氧气量不下降反而上升了,他们认为罐子坏了,把它们送回返厂维修。但数十年间数据一直是上升的,这让科学家们百思不得其解,最后,科学家们开始思考,难道这片黑暗的海底,有可以自己制造氧气的来源?

  几年后,科学家们再次来到这片海域,希望能深入调查这里的海底生态系统,所以他们打算采用其他方法来研究,对前一种研究方法失望的他们,采用了另一种方法来研究氧气的变化,到还是看到了氧气含量的上升。他们说服自己,不是自己的研究方法有问题,而是这片海底真的存在氧气来源,但在没有光合作用存在的情况下,这里的氧气是从哪里来的呢?

  科学家们猜测,深海的氧气通常来自环流的输送。简单来说,温盐环流像一条巨大的传送带,连通了表层和深层的海水。表层富氧的海水下沉后,为深层的海水带去了氧气。

Kaiyun中国:奇妙的深海氧气来源(图3)

  科学家们还猜测是因为微生物,有些微生物在没有光照的情况下会自己制造氧气给自己使用,因此研究人员把密封罐子里的微生物杀死,但发现氧气含量还在增加。

  科学家们又关注到了包括海水会在放射性物质的辐射作用下分离出氧气,或是某种金属化合物经还原作用释放出氧气。直到科学家们在一个纪录片中找到了灵感,有些科学家将海底多金属结核做了一个比喻:“岩石中的电池”。这会不会与氧气来源有关系呢?这些结核有没有可能真的像电池一样,将海水电解成了氢气和氧气。

  通过寻求帮助,有的研究者在之前的工作中,发现当薄层铁锈浸在盐水中时,铁锈层中的电子会随盐水中离子的流动而移动,从而产生电流。

  为了验证这一假设,科学家们将几千克的多金属结核运到了实验室。令人惊讶的是,这些结核表面间的电势差差别很大,最大可以达到0.95V。当多个结核相互接触的时候,这些结核很可能就像电池串联时一样,产生足以电解海水的电压(约1.5V)。

Kaiyun中国:奇妙的深海氧气来源(图4)

  其实是这些结核中含有大量关键金属元素,包括电动汽车所需的钴、铜、镍,对清洁能源技术至关重要的稀土元素,以及电池上需求较大的锂。

  这些海底的宝藏因为能产生氧气,这个地区深海中的物种也与其他地方不同,科学家们将进一步研究这里的生态系统,目前已经发现了多个为止物种,世界之大,还有许多我们要去探究的新大陆。

Kaiyun中国:奇妙的深海氧气来源(图5)

  今天夜间到明天白天,杭州湾有0.5到0.8米的小到轻浪,浙北、浙中和浙南三个海域有1.0到1.6米的轻到中浪。

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