改寫生命起源? 深海1物能製造氧氣

在太平洋4千公尺的黑暗深淵裡,沒有陽光,沒有綠色植物,甚至連生命跡象都極為稀少。但就在這片被認為「毫無生機」的水域中,科學家卻發現奇怪的現象——氧氣不只沒有減少,反而不斷湧出。
沒有植物,沒有光合作用,怎麼能產生氧氣?經過10年研究,科學家獲得前所未有的發現。這項發現,不僅挑戰人們對地球的理解,更有可能改寫生命的起源歷史。
異常!深海氧氣不斷增加
2013年,一支由蘇格蘭海洋科學家斯威特曼(Andrew Sweetman)博士領導的研究團隊,來到位於東太平洋的克拉里昂-克利珀頓斷裂帶(CCZ)。這片斷裂帶覆蓋約450萬平方公里的太平洋,面積比印度還大,深度超過4千公尺,是地球上最神祕的深海海域之一。
斯威特曼團隊的原始目標相當單純:測量深海海底棲生物的氧氣使用情況。
他們預期會觀察到氧氣緩慢下降——這在沒有光合作用的深海環境中,是再正常不過的事。但結果讓所有人震驚——氧氣不減反升。彷彿這片深海中有一個巨大的氧氣瓶,有人打開了氧氣閥門。
斯威特曼思考良久,終於得出一個結論:肯定是傳感器壞了,送去維修。這樣的情況持續了5年,直到項目結束。斯威特曼也相當不滿,有一次甚至對學生說:「把傳感器扔了吧,它們根本不起作用!」
2021年,斯威特曼團隊重返克拉里昂-克利珀頓斷裂帶,這次帶了更高靈敏度的傳感器和深海探測器。但經過多年的反覆測驗與驗證,他們確定海底真的在釋放氧氣,並將這種氧氣命名為「暗氧」(Dark Oxygen)。
製造氧氣的海底產物
暗氧來自哪裡呢?斯威特曼團隊把目光集中到了海底的多金屬結核上。
多金屬結核,又叫錳結核,是一種極為神祕的海底產物。它們從微小的核心開始,可能是鯊魚牙齒、魷魚喙,甚至一顆放射蟲的殼,然後在上百年萬間,一層層包覆著從海水中緩慢沉澱下來的金屬氫氧化物。這些金屬以錳和鐵為主,也夾帶鎳、鈷、銅,是天然的「金屬寶石蛋」。
它們生長得非常慢——慢到令人抓狂:大概每百萬年才長個幾公釐(1公釐=0.1公分)。現在發現的結核,大多只有馬鈴薯那麼大,直徑5到10公分,極少數能達到20公分。
但是,誰也沒想到,這些靜靜躺在海底,看上去不起眼的「海底馬鈴薯」竟然像是天然的微型電池,透過礦物間的電子轉移,分解海水中的化合物,釋放出氧氣。
這可是了不得的發現。因為傳統科學認為,地球上的氧氣來自30億年前藍藻的光合作用,並由此創造地球的大氣,讓複雜的生命得以誕生。如果深海早在藍藻光合作用之前,就在製造氧氣,那地球生命的起源可能就要改寫了,深海很可能成為生命
的搖籃。
因此,《自然》雜誌在2024年發表這項研究後,科學界立刻沸騰了。來自數十個領域、數百個組織的研究人員蜂擁而至,前來研究暗氧的科學意義、全球影響,當然還有「錢」景。
深海密謀:亞速爾計畫
然而,有一個組織卻相當淡定,因為他們在1960年代就知道多金屬結核的存在,在1970年代開始開採,這個組織就是中央情報局(CIA)。
冷戰時期,1968年,蘇聯潛艇K-129在接近夏威夷的北太平洋海域突然沉沒了,原因不明。而美國一直在追蹤這艘潛艇,並透過海底聲納和情報,掌握其大致沉沒位置。
但是,打撈蘇聯潛艇風險極高,處理不好就會引起國際爭議,於是他們找來美國億萬富豪霍華·休斯(Howard Hughes),以他企業的名義打造了一艘4萬多噸的巨輪——格洛瑪探險家號(Glomar Explorer)。他們以「開採深海多金屬結核」作為
幌子,就是前述產生暗氧的那些古老岩石,實際上則是去打撈蘇聯潛艇。這就是亞速爾計畫(Project Azorian)。
結果他們只打撈到蘇聯潛艇K-129部分殘體,海底採礦卻頗有成效,CIA帶回多金屬結核,並對其進行研究。社群平臺上就有人宣稱,曾見過1970年代的機密文件和工程報告,裡面提到「自主能量反應」、「異常金屬結構變化」,甚至還有人說看到
過關於「深海電荷異常」的報告。
雖然這些描述沒有提及氧氣生成,相關文件內容也無法獲得證實,但這確實引發神祕事件愛好者的熱烈討論。有網友表示,CIA是不是早就發現暗氧的祕密?不過這得結合著美國國家航空暨太空總署(NASA)的太空計畫一起觀察。
發現星際生命的鑰匙
2024年10月14日,太空探索科技公司(SpaceX)的Falcon獵鷹重型運載火箭(Falcon Heavy)從佛羅里達州甘迺迪太空中心發射,上面搭載的是NASA有史以來為行星任務建造的最大太空探測器——「木衛二快艇」(Europa Clipper)。這
個探測器總質量約6噸,展開太陽能板後跨度超過30.5公尺,它的任務就是探測木衛二「歐羅巴」的生命指數,確認那裡是否有「能維持生命的條件」。
「歐羅巴」是一顆冰封的星球,NASA為什麼挑中這顆冰疙瘩呢?因為NASA科學家發現,「歐羅巴」不僅主體結構和地球很相似,是矽酸鹽岩石,在其表面厚厚的冰殼之下,還可能存在一個含鹽的液態海洋,體積可能是地球海洋的兩倍以上。
生命存在的要素之一液態水具備了。可是光有液態水也不夠,氧氣也是必要因素之一。「歐羅巴」的海洋和地球深海一樣——黑暗、寒冷,不可能有光合作用。
這個原本無解的難題,隨著暗氧被發現,也有了新的解題方向。如果「歐羅巴」的冰下海洋中也存在類似的「多金屬結核」,或者其他礦物形成的「電化學反應系統」,那裡是不是也會有暗氧存在呢?那麼在「歐羅巴」上,生命可能早就存在,不是剛起步,而是已經悄悄的繁衍了上千萬年。
暗氧的發現大大刷新了人們對外星生命的認識,很多人們之前認為不可能有生命存在的地帶,現在都有了變數。科學家表示,我們的銀河系中約有400億顆地球大小的行星位於適居帶,這些地方不太熱也不太冷,水能保持液態,適合植物生長,並能通過光合作用產生氧氣。如果將能產生暗氧也納入考量,那這種可能存在生命的星球數量就要飆升至幾兆顆。
看來,深海的祕密,或許是找尋星際生命的鑰匙,或許科學家很快就會發現,在宇宙中我們並不孤單。◇