光の届かない深海で「暗黒酸素」が生成されていた...光合成だけでない「地球の酸素供給源」とそれを脅かす採掘の脅威

（写真はイメージです）　Kichigin-Shutterstock

茜 灯里
＜深海の海底で多種類の金属を含んだ「黒いじゃがいものような岩石塊」が、海水を電気分解して酸素を生成している可能性があることを英米の国際研究チームが示した＞

地球が約46億年前に誕生した時、地球の大気中には酸素がほとんど含まれていませんでした。太陽光を利用して光合成を行うラン藻（シアノバクテリア）が約27億年前に海中に誕生し、二酸化炭素と水から有機物と酸素を生成するようになると、大気中の二酸化炭素は減少し、酸素が増えはじめます。

その後、生物は陸上に進出し、多様な植物が光合成を行うようになりますが、現在でも地球の酸素の3分の２は海中の植物プランクトンや海藻によって作られています。

とはいっても、海の中で光合成ができる場所は、太陽光が十分に届く海面から70～80メートルまでに限られます。それより深いところにいる生物は、これまでは海中に溶けた酸素（溶存酸素）に依存していると考えられてきました。

スコットランド海洋科学協会（SAMS）やアメリカのノースウェスタン大、ボストン大などによる国際研究チームは、光の届かない深海では海底にある多種類の金属を含んだ岩石塊（ポリメタリック・ノジュール、多金属団塊）が天然の電池として働き、海水を電気分解して酸素を生成している可能性を示しました。研究成果は、地学分野の学術誌「Nature Geoscience」に7月22日付で掲載されました。

もし、深海の団塊が地球の酸素生成に大きな役割を果たしているとすれば、これまでの学説が大きく変わるかもしれません。研究者たちは、どのようにしてこの仮説に行きついたのでしょうか。概観してみましょう。

謎多きポリメタリック・ノジュール

深海の地形は、地上と同じように山脈（海嶺）や谷（海溝）、平原（深海平原）などがあって多様です。

なかでも、深海平原には、黒いジャガイモのような物質がたくさん散らばっています。この塊がポリメタリック・ノジュールで、魚の歯や小石などを核として、その周囲に鉱物層が堆積したものと考えられています。生成の仕組みはまだ分からないことも多いですが、ジャガイモ大の大きさになるには数百万年以上かかると推定されます。

ポリメタリック・ノジュールは、マンガンや鉄、銅に富むだけでなく、陸地で採掘される鉱石の約3倍のニッケル、4倍のイットリウム、6倍のコバルトが含まれています。レアメタルのテルルにいたっては、数千倍に濃縮されたものが発見されると言います。