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深海の「電池」が生成した暗い酸素

ゲッティイメージズこの発見までは、酸素は太陽光がなければ生成できないと考えられていた。科学者たちは、海底の金属の塊によって深海で「暗黒酸素」が生成されていることを発見した。私たちが呼吸する酸素の約半分は海から来ています。しかし、この発見以前は、酸素は太陽光を必要とする海洋植物の光合成によって作られていると理解されていました。 ここでは、太陽光が届かない深さ5kmで、海水（H2O）を水素と酸素に分解する天然の金属「団塊」によって酸素が生成されているようです。 いくつかの鉱山会社はこれらの団塊を収集する計画を立てているが、海洋科学者は、これが新たに発見されたプロセスを妨害し、それらが作り出す酸素に依存する海洋生物に損害を与えるのではないかと懸念している。NOC/NHM/NERC スマートエックス ジャガイモ大の金属塊は岩のように見え、深海底の一部に散らばっている。「2013年に初めてこれを見ました。真っ暗闇の海底で大量の酸素が作られているのを目にしたのです」とスコットランド海洋科学協会の主任研究者アンドリュー・スウィートマン教授は説明する。「酸素は光合成によってのみ得られると教えられていたので、私はそれを無視していました。」「結局、私は何年もの間、この潜在的に大きな発見を無視していたことに気づいた」と彼はBBCニュースに語った。彼と彼の同僚は、ハワイとメキシコの間の深海で調査を実施した。そこは、こうした金属団塊で覆われた広大な海底の一部である。団塊は、海水中に溶けた金属が貝殻の破片やその他の残骸に集まることで形成される。これは何百万年もかかるプロセスである。 これらの鉱脈にはリチウム、コバルト、銅といった金属が含まれており、これらはすべて電池の製造に必要であるため、多くの鉱山会社がそれらを収集して地表に持ち上げる技術を開発している。 しかしスウィートマン教授は、彼らが作り出す暗黒酸素は海底の生命を支えることもできると述べている。そしてネイチャー・ジオサイエンス誌に発表された彼の発見は、提案されている深海採掘事業のリスクについて新たな懸念を引き起こしている。科学写真ライブラリ/NOAA科学者たちは、金属団塊がまさに電池のような働きをすることで酸素を生成できると結論付けた。「電池を海水に入れると泡立ち始めます」とスウィートマン教授は説明する。「それは電流が海水を酸素と水素に分解しているからです。 [which are the bubbles]私たちは、これらの結節が自然な状態でもそれが起こると考えています。」「懐中電灯の電池のようなものです」と彼は付け加えた。「電池を1個入れても点灯しません。2個入れると、懐中電灯を点灯するのに十分な電圧が得られます。つまり、海底で団塊が互いに接触しているとき、それらは複数の電池のように連動して機能しているのです。」研究者たちは、ジャガイモ大の金属塊を集めて研究し、この理論を実験室で検証した。実験では、各金属塊の表面の電圧、つまり電流の強さを測定した。その結果、典型的な単三電池の電圧とほぼ等しいことがわかった。 これは、海底にある団塊が海水分子を分解、つまり電気分解するのに十分な電流を発生させる可能性があることを意味すると研究者らは述べている。研究者たちは、光も生物学的プロセスも必要としないバッテリー駆動の酸素生成という同じプロセスが他の衛星や惑星でも起こり、生命が繁栄できる酸素が豊富な環境を作り出している可能性があると考えている。カミーユ・ブリッジウォーター研究者らは金属塊の表面の電圧を測定した。発見されたクラリオン・クリッパートン地帯は、すでに多くの海底採掘会社によって探査が行われている場所で、これらの会社は団塊を収集し、海面上の船まで運ぶ技術を開発している。アメリカ海洋大気庁（NOAA）は、この海底採掘により「採掘された地域の生物と海底の生息地が破壊される可能性がある」と警告している。 44カ国から800人以上の海洋科学者が 請願書に署名した 環境リスクを強調し、採掘活動の一時停止を求めている。深海では新しい種が次々に発見されています。私たちは深海よりも月の表面について多くを知っているとよく言われます。そしてこの発見は、団塊自体がそこに生命を支える酸素を供給している可能性があることを示唆しています。エディンバラ大学の海洋生物学者マレー・ロバーツ教授は、海底採掘請願書に署名した科学者の一人だ。「深海の団塊地帯の露天採掘が、我々がほとんど理解していない生態系を破壊するという圧倒的な証拠はすでにある」と、同教授はBBCニュースに語った。「これらの油田は地球の非常に広大な地域を覆っているため、酸素生産の重要な源になる可能性があると知りながら深海採掘を進めるのは無謀なことです。」スウィートマン教授は「この研究が採掘を終わらせるものだとは思っていない」と付け加えた。「[But] 今後、深海に潜ってできるだけ環境に優しい方法で採掘を行うためには、さらに詳しく調査し、この情報と収集したデータを活用する必要がある」 #深海の電池が生成した暗い酸素