太陽の光がまったく届かない深海の海底で、謎めいた「暗黒酸素」の存在が明らかになった。
地球上の酸素は、主に生物が日光で光合成をすることによってもたらされる。
スコットランド海洋科学協会がNature誌［https://www.nature.com/articles/s41561-024-01480-8］に発表した論文によると、その発生源は、深海底にある岩のような「多金属団塊（マンガン団塊）」である可能性が極めて高いという。
それが天然の電池として働き、海水を分解することで酸素を作り出しているようなのだ。
この発見はこうした海底の資源が深海生物の呼吸を支えている可能性を示しているという。
暗闇の深海で酸素が発生していることを確認
スコットランド海洋科学協会のアンドリュー・スイートマン教授らは、初めてそのデータを目にした時センサーの故障だと思ったと、プレスリリースで語っている。
なぜって、これまでの深海の研究では、酸素の生成ではなく、酸素の消費ばかりが観察されてきたのですから（スイートマン教授）
ところが、いくらセンサーを再調整しても、10年にもわたり奇妙な酸素の反応が続いたのだ。
そこでまったく別の方法で調べてみたところ、やはり同じ結果になったため、画期的な大発見をしたのだと、スイートマン教授はようやく確信したのだという。
彼らが調べていたのは、北太平洋にある「クラリオン・クリッパートン海域」だ。
メキシコとハワイの間にある太平洋の深海、クラリオン断層帯とクリッパートン断層帯に囲まれたこの海域は、鉱物資源が豊富なために採掘企業から注目されている。
だからこそスイートマン教授らは深海での採掘が周辺にどのような影響を与えるのか調査していたのだ。
研究チームは、深さ4.2kmの海底に、4000km以上の範囲にわたってセンサーを設置し、海底環境の変化を測定した。こうしたセンサーが示していたのは、酸素濃度が2日ごとに着実に増加するということだ。
深海底の暗黒酸素は多金属団塊が創り出していた
だが、酸素はどこから来ているのか？ 太陽の光が届かない深海の底なので、少なくとも光合成によるものではないはずだ。
そこで研究チームは、この地域の海底をおおっている岩のような「多金属団塊（マンガン団塊）［https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%B3%E3%82%AC%E3%83%B3%E5%9B%A3%E5%A1%8A］」の存在に目を向けた。
多金属団塊は、主に鉄とマンガンの酸化物、さらにコバルトや希土類元素のような様々な種類の金属が含まれた岩の塊のようなものだ。
世界中の海の深海平原によく見られ、数百万年前から海底に堆積し、100万年ごとに約2mm成長していく。
多金属団塊は、種類の異なる金属が近くに並ぶことで電気を発生させる。
1.5Vの単三電池程度の電気があれば、海水が電解され、水（H2O）が水素（H2）と酸素（O2）に分解される。
実際、多金属団塊は0.95Vの電位を持ち、それをいくつか用意すれば、酸素を作るのに必要なだけの電気を供給してくれることが確認された。
研究チームのノースウェスタン大学の化学者フランツ・ガイガー教授は、「天然の”地球電池”を見つけたようなもの」と話す。
この地球電池が、海洋の暗黒酸素の存在をうまく説明してくれるのだという。
多金属団塊は深海の生態系を支える酸素生成装置
この天然の酸素生成装置は、海の生態系を支える1つのメカニズムであると考えられる。さらに酸素呼吸する生物の起源にも関係するかもしれない。
酸素を好む生命が誕生するには、まず酸素がなければ始まらない。従来の説では、そうした酸素は、生物の光合成によってもたらされたと考えられてきた。
ですが、光がない深海で酸素が生成されていることがわかりました。ならば、好気的な生命の始まりについて再考する必要があるでしょう（スイートマン教授）
また、今回の発見は、こうした地域にける資源採掘を慎重に行うべきことを伝えてもいる。
多金属団塊には、コバルト・ニッケル・銅・リチウム・マンガンなど、バッテリーに使用される元素が含まれている。そのため大手採掘企業は、水深3000～6000mに眠るこの貴重な資源を狙っている。
だが、それを採掘すれば、深海生物が呼吸に必要な酸素源が枯渇してしまう恐れがある。
ガイガー教授によれば、多金属団塊が豊富な海底は熱帯雨林よりも多種多様な生物を支えているのだという。
2016年と2017年、1980年代に採掘された海底を訪れた海洋生物学者たちは、バクテリアさえ回復していないことを知りました（ガイガー教授）
なぜこのような”デッドゾーン”が何十年も残るのか詳しいことは不明だが、こうした事例は海底の採掘には十分な注意が必要であることを示しているとのことだ。
この研究は『Nature Geoscience［https://www.nature.com/articles/s41561-024-01480-8］』（2024年7月22日付）に掲載された。
References:Deep-ocean floor produces its own oxygen | EurekAlert!［https://www.eurekalert.org/news-releases/1051740］ / Deep-ocean floor produces its own ‘dark oxygen’: For Journalists – Northwestern University［https://news.northwestern.edu/stories/2024/july/deep-ocean-floor-produces-its-own-dark-oxygen/?fj=1］ / Dark oxygen in deep sea battery raises questions on mining［https://cosmosmagazine.com/earth/oceans/dark-oxygen-deep-sea-battery-mining/］
/ written by hiroching / edited by / parumo
