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Dark oxygen could rewrite Earth’s history

2024/9/11
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Unexplainable

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
A
Alicia Smith
N
Noam Hassenfeld
Topics
Noam Hassenfeld: 本期节目讨论了在深海发现的无需阳光参与即可产生氧气的"黑暗氧气"。这一发现可能彻底改变我们对地球生命起源以及宇宙中生命存在的理解。科学家们提出了一个重要的问题:深海海底是否正在产生氧气?如果是,这将对我们已知的生命意味着什么? 这一发现具有重大的科学意义,它挑战了我们对生命起源的传统认知,并为寻找地外生命提供了新的线索。在太阳光无法到达的深海环境中,氧气的存在可能暗示着生命可以在更广泛的宇宙环境中生存。 Alicia Smith: 我是深海生态学家Alicia Smith,目前正在进行博士后研究,主要研究深海环境的基线特征以及深海采矿活动的影响。我们研究小组在北太平洋深海进行研究,意外发现了深海中存在"黑暗氧气"。我们最初的研究目的是为了评估深海采矿对海底环境的影响,但这一意外发现具有重大的科学意义。 我们推测,深海中的多金属结核可能通过电解海水产生氧气。多金属结核就像天然电池一样,其内部不同矿物质的差异电荷会产生能量,从而驱动海水的电解,产生氧气。这一过程不需要阳光参与,因此被称为"黑暗氧气"。这一发现可能对我们对海洋氧气循环的理解产生深远的影响,也为深海采矿活动带来了新的挑战。深海采矿可能对海洋生态系统造成不可逆转的损害,因此需要进行更深入的研究,以评估其风险。

Deep Dive

Chapters
Alicia Smith, a deep-sea ecologist, recounts her experience discovering dark oxygen during a research project. While deploying equipment to study the seafloor, she noticed oxygen levels increasing in a closed environment, contrary to expectations. After ruling out various equipment errors, the team realized they might have stumbled upon a significant discovery.
  • Oxygen levels increased in a closed environment at the seafloor.
  • Initial suspicions of equipment malfunction were ruled out.
  • The discovery was made during a deep-sea research project.

Shownotes Transcript

节目的支持来自Into the Mix,这是一个由Ben & Jerry's制作的关于快乐与正义的播客,由Vox Creative制作。这个屡获殊荣的播客的第三季回归了,探讨了那些为社区正义而奋斗的故事。在最新一集中,主持人Ashley C. Ford与Sharon Levine女士进行了交谈,后者正在努力保护她的家乡路易斯安那州圣詹姆斯免受污染。“我早上会闻到那种气味,但不知道它来自哪里。突然间,我说,我想知道全世界是不是都闻到了这种气味。”

“不知道这只是圣詹姆斯教区,气味会那么难闻。”80多年来,石化工业在巴吞鲁日和新奥尔良之间的地区扎根。癌症发病率是全国平均水平的七倍多。因此,当Sharon女士听到一项数十亿美元的计划,要在她的家附近建造另一家工厂时,她动员她的邻居们与之抗争。“从那时起,我就一直在说话。”

“你现在不能让我闭嘴。”您可以在任何收听播客的地方订阅Into the Mix,这是一个Ben & Jerry's播客。本节目的支持来自Mercury。商业财务很复杂,解决方案并非您想象的那样。它不是另一个工具,甚至不是什么秘密。它是银行账户,每个企业都需要的东西。Mercury通过强大的银行业务、公司信用卡、账单支付、发票等功能简化您的财务运营,所有这些都在一个地方。

在mercury.com上申请只需几分钟。我想如果我要讲一个故事,我会尝试关注最有趣的部分。所以我们一直前往北太平洋,距离陆地大约1200英里。我们已经航行了四天半,一直向大海深处航行。我们几天都没看到船。我们完全孤身一人。我们在荒郊野外。你知道,我们正在研究海底以及环境在其自然状态下的存在方式。

所以在我第一次部署我的设备的那一天,我对此完全陌生。我按照我们主管和同事的指示把它组装起来。非常兴奋能把它放到海底,也非常紧张,因为深海研究非常昂贵。它并不总是有效。所以我们必须把一切都做到完美。

如果您从未见过深海研究设备,可以想象一下火星探测器。火星探测器可以自行移动,因为它装有轮子,但这可能是最接近的类似物。所以你站在船边。你知道,你正在一艘有时会摇晃得很厉害的船上举起超过一吨重的物体。看着它有点令人紧张。你拥有最复杂的电缆系统和必须保持连接的小部件。

所以这真的很可怕。然后你就放手了。它就消失在水面以下。然后它变成了一个点,出现在屏幕上,穿过水柱近5000公里。我们使用一种叫做呼吸计着陆器的东西,它可以推入海底并孵化一部分海底。您可以监测该生态系统微型样本随时间的变化率和变化。

所以它需要一段时间才能沉入海底。然后最终它完成了它的工作。三天后,我们回到我们放下它的地点。我们要求它回来。希望它会答应。然后它开始上升到水面。然后神经又回来了,对吧?因为你就像……

哦,对了,在过去的两天里,我一直在祈祷它按照我的指示做了,它收集了水样,它关闭了,并且它正在将动物和沉积物带到水面。

但你不知道。当你站在船边,起重机正在将着陆器从水中吊起时,会有这么一个时刻。我们都尽可能地探出身子,看看着陆器的底部,看看它是否成功了。因为现在着陆器里的所有东西,你的样本,你最不想做的事情就是在拿到样本之前在水面失去它。

你知道,我们正在研究人们一生中从未见过的地方。所以我们是第一批看到这些地方的人,这真是太酷了。所以它非常缓慢、非常小心地被放回甲板上。你首先处理时间敏感的样本。然后,最后,你从机器上的传感器中提取任何数据。对我们来说,那是氧气浓度。

所以在着陆器回收后大约8到12小时,我们进入实验室。我们把它连接到系统上。它就像超级重型的老式笔记本电脑,操作起来非常有趣,因为你知道,你和我有MacBook和iPhone,我们看着Windows XP,就像,“好吧,这是怎么工作的?”

再说一次,这是我的第一次部署,所以我有点坐在那里。整个过程都非常笨拙,因为我正在阅读手册,并且反复检查我所做的一切。然后这个图表在Excel中弹出,它正在上升。我看着它,心想,“深海中的氧气不应该上升。”如果你给一个充满动物的封闭环境设定一定量的氧气,

它应该下降。我的意思是,我们正在谈论违背我们所知道的关于海底氧气的历史。所以我回到代码中,我想,不,在我看来一切都很好。让我们再做一次。着陆器上有三个不同的氧气传感器。我想,好吧,这个没用。所以我们做了第二个。它是一样的。它还在上升。即使在第三个传感器发出氧气后,我们仍然像,

不,它们坏了,我们需要把它们送回制造商那里。然后它开始在我们脑海中点击,对吧?好吧,不是传感器。所以我们开始考虑我们在添加的那一小部分水中有多少氧气。可能是这样吗?不,不是这样。腔室里可能有一个气泡。不,不是这样。所以我们开始考虑,是否有可能塑料中含有氧气?也不是这样。

所以我觉得很紧张,因为一直以来,你知道,我是一个年轻的学生,我是一位经验不足的早期职业研究人员,我只是在心里想,我做错了什么。我做错了什么。有人会在某个时候查看机器,然后意识到,我不知道,我把传感器倒着装上了,所以数据是倒着的。顺便说一句,这实际上不可能发生。这只是一个笑话。笑声

直到我们再次回到现场使用我们的固定普查。固定是指完全相同,因为它们没有任何问题。我们让他们进行了三到四次检查。这时我们开始考虑,好吧,我们是否必须接受这实际上正在发生?

我是Noam Hassenfeld,本周在Unexplainable节目中,我们将讨论一个在海底发现的神秘现象,它可能会改写从我们气候运作方式到生命起源的一切。科学家们将这一发现称为“黑暗氧气”,因为他们在没有阳光的地方发现了它,在光合作用不可能发生的地方。

所以他们开始问一个相当大的新问题。我们是否在海底看到氧气的产生?如果是这样,这对我们所知的生命意味着什么?♪

所以我意识到我们实际上还没有说你是谁。你能说出你的名字,以及在节目中介绍你的最佳方式吗?你好,我的名字是Alicia,你可以叫我Alicia。

你介意提供更多官方细节吗?是的。你的全名和你作为科学家所做的事情怎么样?好的。我的名字是Alicia Smith,我是一名深海生态学家。我目前正在完成我的博士学位,在这期间我一直在研究深海环境的基线特征。你是如何对海洋产生兴趣的?

我来自一个多元文化家庭。我很幸运能在印度洋的毛里求斯岛度过童年的一段时间。

从我将头伸到水下并观察珊瑚礁的那一刻起,我就想,哦,我的上帝,这太神奇了。我怎样才能一辈子都做这件事呢?幸运的是,我当时只有11岁或12岁。然后有人告诉我,你可以成为一名海洋生物学家。从那时起,我就没有放弃过这个想法。我每天醒来都认为我可以成为一名海洋生物学家。

我们现在快到博士学习的尾声了,现在是我的第一份科学协调员的工作。

这项研究是关于什么的?你到底在研究什么?我们项目的目的在于描述深海采矿项目的海底条件基线。我们正在研究许多被称为多金属结核的东西。它们是散布在海底的土豆大小的岩石。

它们遍布全球,但必须位于深海深处,即3到6公里之间。它们含有商业进口矿物。我们研究的目的是出去看看海底是如何正常运作的,并看看它在深海采矿等活动后可能具有多大的弹性。

这些结核与海底的氧气有关吗?是的。我的杰出主管Andrew Sweetman,他看了一部关于深海采矿的纪录片。在纪录片中,旁白使用了“岩石中的电池”这个词。在他的脑海里,它只是点击了一下。你知道,如果结核充当天然电池会怎样?这实际上是如何运作的?

所以理论是电池正在进行电解。

这是将水分解成氢气和氧气的过程。电解是我们长期以来一直知道的化学过程,但我们不知道它在深海中是自然发生的。所以我们认为氧气的产生是来自海水的电解。所以在结核内部,你有数百万层……

这些矿物质一次又一次地沉淀出来,它们具有不同的电荷。所以我们的理论是,当海水流过结核时,结核中矿物质丰度的差异会产生电荷差异,从而产生海水电解的能量。

这是你可以实际测试的东西吗?是的。所以我们西北大学的同事,这是Franz Geiger,他拿了一个结核,把它放在一些人工海水中,然后他连接了一个阳极和一个阴极来形成一个电路,然后测量结核上的电压差。他观察到氧气的产生。你实际上可以看到它在冒泡,这太疯狂了。♪

Alicia在西北大学的合作者所做的并不完全是海底正在发生的事情。他增加了一些电力来模拟海底发生的各种事情。但如果没有多金属结核,什么也不会发生。有了结核,就会有气泡。氧气。这可能有一些非常巨大的影响。首先,黑暗氧气——在没有阳光的情况下产生的氧气——

它可能会改写科学家们关于地球生命起源的故事。许多科学家认为生命起源于这些深海热液喷口,但这种生命可能需要氧气来源。这是在任何植物出现进行光合作用之前很久以前的事。所以黑暗氧气可能在地球上最早的生命中发挥了关键作用。它变得更加疯狂。如果氧气可以在没有阳光的情况下产生,

想想这意味着什么,对于寻找我们星球以外的生命。我们已经发现了各种可能支持生命但无法接触阳光的地方。例如木星的卫星欧罗巴,科学家们认为它有一个巨大的海洋,被一层厚厚的冰覆盖着。

生命可能就隐藏在那里,依靠看不见的深海月球岩石产生的氧气生存。但是对于所有这些改变生命的潜力,如果海底的这些结核真的在产生氧气,这会让Alicia有点担心。这让我对我们的下一步行动感到警惕,因为我觉得海洋再次向我们展示了

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Alicia和她的团队并没有去北太平洋寻找黑暗氧气。正如她之前所说,氧气是他们在从设备上取下传感器时检查的最后一些数据之一。他们最初在那里是为了研究遍布海底的多金属结核。因为这些结核不仅产生氧气。它们对采矿公司极具吸引力。

在未来五到十年内,全球各地的公司都希望开始从海底提取这些多金属结核,因为它们含有我们制造储能电池所需的矿物,以减少我们的碳排放量。陆地矿山和这些矿物的储量正在减少,深海结核储量代表了一个新的来源

它真正突出了这一点

当我们在我们的星球上寻找替代解决方案来拯救我们自己造成的混乱时,重要的是我们不要通过提取我们认为是解决方案的东西来造成进一步的损害,并在过程中消除我们之前可能没有意识到的深海的基本功能。是的,如果我们移除了……

结核,并且假设海洋中的氧合水平大幅下降会发生什么?我的意思是,我们不知道。这就是研究的重点,对吧?我们不知道。这就是为什么我对这个转折点感到兴奋的原因,因为在十年后,这很可能是一项有人建模的研究,然后我们就会知道了。海洋负责产生地球上大约一半的氧气。这可能部分来自

来自结核的海水电解,对吧?但我们不知道。因此,在我们弥合差距之前,我们可能会出于好意造成不可逆转的损害。我们是否在不知不觉中去除了一种海洋中的氧合来源,这种来源实际上比

在全球范围内调节海洋中的氧气水平,并进而调节我们的气候。所以是的,我认为今天最重要的信息是,我们需要更多研究。你知道,你正在谈论人类的影响。你参与的研究是由这家采矿公司The Metals Company资助的。他们对你的发现有什么看法?嗯……

我的意思是,不是非常积极。是的,我认为他们理解科学非常令人兴奋,情况的细微之处在于他们正在资助这项研究以发现有关海洋的事情,但我们发现了一些真正突显出我们仍然不够了解的事情,即使是在项目生命周期项目之后。

我们需要继续努力,不要进行任何可能造成危害的活动,我理解从商业角度来看,这可能不是

很好。但是深海中的氧气产生并不是深海采矿的致命一击。这只是需要更多考虑的原因清单上的一件事。是的。当我联系The Metals Company时,他们告诉我他们不同意你的研究,并且他们计划发表反驳意见。我不知道。感觉他们只是对你的结论不满意吗?是的。

我想你可以这么说。我不知道,因为从数据中你得不出太多其他的结论。所以我真的不知道我们还应该说什么。但是是的,我认为这种挫败感可能源于这样一个事实,即它显然已被深海保护、反采矿团体所关注。

他们看到论文发表后认为,没错,这就是我们一直在说的,不要进行深海采矿。所以我理解从这个角度来看的挫败感,但同样,我们并没有真正要求这样做。我们只是按照要求进行了研究,发现了一些奇怪的东西,发现了导致奇怪事情的原因,然后发表了它,因为这就是科学过程。所以我想……

我们并不惊讶看到这种回应。是的,我期待将来与他们进行更有建设性的来回交流。你知道,如果他们确定需要进一步研究的要点,那就太好了。我知道在哪里集中我的精力。是的,我的意思是,所有这一切都只是一个疯狂的故事。就像,你可能会推翻我们星球运作方式的一些基本假设,对吧?

而你是在你职业生涯的早期做的。而且,你知道,你说你不确定这是你还是数据。我的意思是,所有这一切感觉如何?对我来说,这是一种荣幸。我觉得这听起来很俗气,但能参与这个过程是一种荣幸。我的意思是,50年后,向人们讲述这个故事会有多么精彩,嘿,你还记得在你的教科书中读到……我只是在开玩笑。是的。

不,老实说,我已经对一些人说过几次了。这只是我恰逢其时。我很幸运能参与如此令人兴奋的事情,因为……

每个人都在关注自己的事情。他们都在自己的小隔间里。我只是碰巧是这个小隔间的一部分,它发现了一些如此疯狂的事情,以至于它违背了我们所知道的一切。所以是的,我会说把所有的混乱和好处都带走。

如果我必须选择,我会再次这样做。我的意思是,你在开玩笑。我太宏伟的教科书内容了。这可能会出现在教科书中,对吧?就像这可能会出现在中学教科书中一样。也许吧。我不知道。我不知道。我们还在学校学习C语言吗?我认为。

我认为找出氧气来自哪里很重要。是的,那是真的。也许就像你生物学光合作用章节中的一个小星号。顺便说一句,海底也有氧气。这就是我们所能希望的,对吧?为我们的职业生涯添加一个小星号。是的,那将是很棒的。

本集由我Noam Hassenfeld制作。我们得到了Jorge Just和Meredith Hodnot的编辑,她负责节目。Christian Ayala的混音和声音设计。我的音乐和Melissa Hirsch的事实核查。Manding Nguyen正在努力了解事情的真相。Bird Pinkerton听到一声低沉的隆隆声。乌龟从地板、墙壁和跨越大厅的柱子上爬了出来。他们看着她,等待着。

特别感谢Danielle DeYonga本周的帮助。如果您对节目有任何想法,请给我们发送电子邮件。我们的邮箱是[email protected]。您也可以在您收听的任何地方留下评论或评分。这真的有助于我们找到新的听众。您还可以通过加入我们的会员计划来支持本节目和Vox的所有新闻报道。您可以访问Vox.com/members进行注册。如果您因为我们而注册,请给我们发个便条。我们很乐意收到您的来信。

Unexplainable是Vox Media Podcast Network的一部分,我们下周再见。我们又回到了Canva Presents Secret Sounds Work Edition。来电者,猜猜这个声音。太接近了。这实际上是用Canva Docs发布网站。下一个来电者。

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