Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor  

深海海底暗JD足球反波胆APP下载生成的证据  

来源：Nature Geoscience  

《自然·地球科学》  

 

摘要内容：  

该研究通过原位底栖室实验发现，太平洋克拉里昂-克利珀顿断裂带多金属结核覆盖的深海海底在两天内JD足球反波胆APP下载气浓度增至背景浓度的三倍以上。离位培养实验表明多金属结核是暗JD足球反波胆APP下载（DOP）的来源，结合结核表面高达0.95 V的电压测量数据，提出海水电解可能是暗JD足球反波胆APP下载生成的机制。

 

研究目的：  

探索深海海底JD足球反波胆APP下载气浓度异常升高的成因，验证多金属结核是否通过非生物过程（如电化学反应）产生JD足球反波胆APP下载气，并评估其对深海生态系统和全球JD足球反波胆APP下载循环的潜在影响。

 

研究思路：  

原位实验：在深海部署底栖室，监测JD足球反波胆APP下载气浓度随时间变化（图1）。  

 

 

排除误差：通过Winkler滴定法验证数据可靠性（扩展数据图2），排除气泡扩散、材料干扰等因素（扩展数据表3）。  

 

 

 

离位验证：在实验室培养含结核的沉积物，观察JD足球反波胆APP下载气生成（扩展数据图4）。  

 

 

机制探究：测量结核表面电压（图2），结合地球化学模型（扩展数据图5）和放射性产JD足球反波胆APP下载模型，提出电解假说。  

 

 

微生物分析：检测微生物群落，排除生物产JD足球反波胆APP下载主导的可能性。

 

测量数据及来源：  

原位JD足球反波胆APP下载气浓度变化（图1）：显示JD足球反波胆APP下载气在底栖室内持续上升，最高达819 μmol/L。  

 

Winkler滴定数据（扩展数据图2）：验证JD足球反波胆APP下载气浓度升高的真实性。  

 

结核表面电压（图2）：最高达0.95 V，支持电解假说。  

放射性产JD足球反波胆APP下载模型（扩展数据表4）：显示放射性溶解JD足球反波胆APP下载贡献可忽略（<0.5%）。  

 

 

微生物群落分析：未发现与产JD足球反波胆APP下载相关的优势微生物类群。  

 

数据研究意义：  

JD足球反波胆APP下载气浓度数据（图1）：首次在深海发现非生物JD足球反波胆APP下载气生成，挑战传统深海JD足球反波胆APP下载气消耗的认知。  

 

电压数据（图2）：为“地质电池”假说提供直接证据，揭示多金属结核的电化学活性。  

 

微生物数据：排除生物代谢主导产JD足球反波胆APP下载的可能，强化非生物机制的重要性。  

 

放射性模型（扩展数据表4）：排除地质辐射产JD足球反波胆APP下载的干扰，缩小机制范围。  

 

结论：  

多金属结核通过表面电化学反应（可能为海水电解）产生JD足球反波胆APP下载气，暗JD足球反波胆APP下载速率（1.7–18 mmol O? m?? d??）超过传统耗JD足球反波胆APP下载速率。  

 

该过程与结核表面积正相关，暗示其分布密度和类型影响产JD足球反波胆APP下载效率。  

 

深海采矿可能通过扰动结核表面沉积物覆盖，改变暗JD足球反波胆APP下载生成动态，需进一步研究生态影响。  

 

丹麦JD足球反波胆APP下载电极测量数据的详细研究意义  

原位JD足球反波胆APP下载气微剖面测量：使用JD足球反波胆APP下载深海微剖面仪直接测定沉积物孔隙水JD足球反波胆APP下载气梯度（文中未明确标注图表，但提及“in situ O? microprofiling”），发现孔隙水为JD足球反波胆APP下载气净汇且浓度低于底栖室，排除了孔隙水上升流引入JD足球反波胆APP下载气的可能性。  

 

支持电解假说：微剖面数据显示孔隙水JD足球反波胆APP下载气不足以解释底栖室观测值，间接支持JD足球反波胆APP下载气源自结核表面反应而非地下水源。  

 

方法可靠性：JD足球反波胆APP下载传感器经多温度校准（1.6–30°C），结合原位压力数据，确保高精度测量（误差<0.3%），为暗JD足球反波胆APP下载现象提供可信的物理证据。  

 

排除生物干扰：结合微生物毒理实验（HgCl?处理），微剖面数据帮助确认非生物产JD足球反波胆APP下载的主导地位。