暗黒酸素（光の届かない深海でできる酸素）とは？

「暗黒」は、光の届かない暗やみのことです。英語の dark oxygen（暗い所の酸素）を訳した名前で、2024年の論文の題も「深海の底で暗黒酸素ができている証拠」でした。

海では、深さ200メートルをこえると光はほとんど届かず、光合成はできなくなります。かすかな光が見つかるのも、深さ1000メートルくらいまでです。地球の酸素の多くは光合成でできますが、この研究の海底は深さ約4000メートルで、真っ暗です。光を使わずにできる酸素なので、「暗黒」と呼ばれています。

宇宙の「暗黒物質（ダークマター）」とは関係がありません。同じ「暗黒」の字を使っていますが、宇宙ではなく、深海の話です。

見つかったのは、海底の生き物がどれだけ酸素を使うかをはかる実験の中でした。場所は、太平洋の北東部に広がるクラリオン・クリッパートン海域です。ここの海底には、多金属団塊（たきんぞくだんかい）が広く転がっています。団塊は、金属そのものではなく、金属をふくむいろいろな鉱物がまざってできた、石のようなかたまりです。大きさは、小さな粒から、じゃがいもくらいまであります。研究チームは、2021年と2022年の3回の航海で、観測装置を16回、深海の底に下ろしました。装置には、一辺約22センチの四角い箱が3つあり、海底にさしこんで、泥と団塊とその上の海水を閉じこめます。そして、箱のふたに付けたセンサーで、47時間、酸素の変わり方を記録しました。

泥の中の生き物は酸素を使うので、箱の中の酸素は減っていくはずでした。実際、泥の中の酸素を細かくはかる別のやり方で調べると、泥の中では酸素が使われていました。ところが、25回の箱の実験で、酸素は47時間のうちに増え、いちばん多い箱では、はじめ（25回の平均）の4倍あまりになりました。使われる分を差し引いても、酸素が作られていた計算です。

研究を率いたスイートマンさんは、はじめはセンサーがこわれていると思った、と大学の発表で話しています。でも、10年のあいだに、同じような記録が何度も出ました。この研究では、箱からくんだ水に薬を入れて酸素の量を調べる別のはかり方でも、酸素が増えていることを確かめました。2015年と2018年に、同じ海域の別の場所（深さ約4000〜5200メートル）で同じやり方で行った実験の記録を見直しても、酸素は増えていました（この記録は、センサーの目盛り合わせが数か月前のもので、濃さの正しい値ではなく、変わり方だけが読めるものです）。

まず、生き物のしわざかを調べました。船の上で、海底から取った泥を、海底と同じ1.6℃の暗い所に置き、酸素をはかりました。微生物を殺す薬を入れても酸素は増え、泥を入れずに団塊だけを入れた試しでも増えました。暗い所で酸素を作れる微生物もいますが、この薬で死にます。そこで論文は、増えた酸素の大部分は生き物のしわざではなく、団塊がかかわると考えました。放射線で水が分かれるしくみや、団塊の金属の化学の変化でできる酸素も計算しましたが、増えた酸素の0.5%にも届きませんでした。

次に、団塊の表面の電圧（電気を流そうとする力の大きさ。単位はボルト）をはかりました。実験室で、12個の団塊の表面の2か所の間の電圧を153回はかると、いちばん高くて0.95ボルトでした。団塊は、金属をふくむ層が重なってできています。論文は、層の中の金属のちがいから生まれる電圧で、海水の水が酸素と水素に分かれる（電気分解）のではないか、と考えました。研究に加わった化学者のガイガーさんは、団塊を天然の「ジオバッテリー（地球の電池）」と呼んでいます。

ただ、弱いところがあります。電圧が足りないのです。水を電気分解するには約1.6ボルトが要る、と論文自身が書いています。理屈の上の最低は1.23ボルトですが、実際に反応を進めるには、それより余分に電圧が要るからです（論文の目安では約0.37ボルト）。はかった電圧は、いちばん高くても0.95ボルトで、それに届きません。

この差について、論文は、反応の進み方によっては要る電圧が下がりうると書き、大学の発表は、団塊がいくつも集まっていると、電池をつないだときのように電圧が大きくなりうる、と説明しています。どちらも「そうなりうる」という説明です。また、論文自身も、電気を生み続けるエネルギーがどこから来るのかは分からない、と書いています。電池は使えばやがて切れます。団塊が電池のように水を分け続けるなら、その電気のもとになるエネルギーが、どこからか来ていなければなりません。

論文が出た後、はかり方の誤りを疑う意見が出ています。2025年12月、海の研究の雑誌 Frontiers in Marine Science に、ほかの研究者の審査（査読）を経た意見の論文（Downes ほか）が載りました。著者13人のうち6人は、研究の海域で団塊を探査する権利を持つ深海採掘の会社 The Metals Company の社員（1人は元社員）で、ほかの会社の研究者が4人、大学などの研究者が3人です。この会社は、2024年の研究にもお金を出していました。

この意見の論文がまず疑うのは、箱に残った空気です。箱は、海底に着いてふたを閉じる前に、中の水を周りの海水とすっかり入れかえるはずです。ところが、この論文は、箱の中のはじめの酸素が、周りの海水よりいつも多かったと指摘します。そして、これを、水の入れかえが足りず、海面で入った空気などが箱に残っていたしるしだ、と考えています（ほかの研究で、残った泡が箱の酸素を増やした例がある）。

ほかにも、次のような点を挙げ、酸素が増えたのは海底のしくみではなく、実験の誤りだと主張しています。底を閉じて海底を囲わない箱の試しや、論文が裏づけに使った2018年の別の場所の実験で、団塊が入っていなかったとされる箱でも、酸素が増えていた。センサーと、くんだ水を調べるはかり方とで、はじめの酸素の値が合っていない。0.95ボルトは外れた値で、論文の主な図では高くても0.24ボルトしかない。電気分解なら酸素と一緒にできるはずの水素を、はかっていない。似たやり方で団塊の多い海底を調べた5つの研究では、酸素は増えていない。

2026年5月には、同じ会社の社員と元社員の6人（Webber ほか）が、団塊と酸素の増え方には関係が見られない、とする論文を出しました。載せたのは F1000Research という、論文を先に公開し、その後でほかの研究者が審査して、その判定も公開する論文誌です。2024年の論文は、箱の中の団塊の表面が（1個あたりの平均で）広いほど、酸素が多くできていた、というつながりを示していました。この論文は、写真から団塊の広さを測り直し、箱を3つ足すと、そのつながりは弱まり、偶然と見分けられなくなる、と主張しています。査読者の判定は分かれています。

2024年の論文も、泡については、はじめから答えています。箱には、沈むあいだに空気を外へ逃がす弁が2つ付いています。もし泡が残っても、深さ4000メートルでは、泡の酸素は1秒もたたずに水に溶けるので、2日かけてゆっくり増え続けたことは説明できない、という計算です。また、くんだ水を調べる別のはかり方でも酸素が増えていたので、センサーがこわれていたのではない、としています。これに対し、反対の見方の論文は、その計算は泡がすべて箱の水に溶けると決めてかかっている、と反論しています。高い水圧で泡がつぶれると、箱に付いた弁や管の中に酸素の多い水がたまり、そこから少しずつ箱にしみ出して、記録と同じような形で酸素が増えうる、という言い分です。

論文の載った雑誌 Nature Geoscience は、2026年4月8日、この論文に「いくつかの点に懸念があり、編集者が検討している」という注意書きを付けました。検討が終わったら、さらに対応する、としています。

もし本当なら、深海の酸素には、上から運ばれてくるほかに、海底でできる入り口もあることになります。深海の酸素は、ふつう、極地の近くで冷えて沈んだ海水が運んできます。深海で使われた酸素がもとにもどるには、千年以上かかることもあります。論文は、暗黒酸素が、海底の生き物の呼吸に使われているかもしれない、と書いています。

深海採掘ともかかわります。団塊には、コバルト・ニッケル・銅・リチウム・マンガンなどがふくまれ、電池に欠かせない金属として、掘り出すことが考えられています。論文は、採掘で海底の泥が巻き上がって広い範囲に積もると、暗黒酸素にどう影響するのかを調べる必要がある、と書きました。ガイガーさんは、深海の生き物の酸素の源をなくさないよう、掘り方を考え直す必要がある、と大学の発表で述べています。一方、反対の見方の論文は、確かな証拠の足りない主張をもとに、研究のお金が見当ちがいの所に使われうることも、目に見える損失だ、と書いています。

研究チームを率いたスイートマンさんは、酸素を使う生き物がどこで生まれたのか、という問いも考え直す必要がある、と大学の発表で述べています。ただ、論文自身は、限られた場所と期間の結果なので、長い期間や広い海底に当てはめて量を見積もるのは慎重にすべきだ、と書いています。

今あるのは、「深海の底の箱の中で、酸素が増えた記録」です。それが、海底で本当に酸素ができているからなのか、はかり方の誤りなのかは、まだ決着していません。決着に近づくには、論文の著者や反対の見方の論文が挙げる、次のようなことが確かめられる必要があります。

1つ目は、ほかの研究者が、別の場所や別の道具で調べても、同じように酸素が増えるかです。反対の見方の論文は、2025年の時点で、同じ結果はまだほかの研究で確かめられていない、と書いています。2つ目は、団塊を入れない箱を同じように調べて、そこでは酸素が増えないかです。反対の見方の論文は、この比べが欠けていることを問題にしています。3つ目は、電気分解なら酸素と一緒にできるはずの水素が、箱の中で増えているかです。反対の見方の論文は、電気分解が起きたと確かめるには、水素を見つけることが欠かせない、と書いています。4つ目は、団塊が電気を生み続けるエネルギーがどこから来るのかで、論文自身も、まだ分からないと書いています。

スイートマンさんたち自身も、別の場所で調べ直す計画です。日本財団とスコットランド海洋科学協会（スイートマンさんが所属する研究所）は、2025年に、3年間の共同研究を始めると発表しました（日本財団が200万ポンドを出す）。この研究のための自動の観測装置を作り、深さ1万1000メートルに届く海溝の深い所をふくむ太平洋の深海で、暗黒酸素ができるかと、微生物への影響を調べる計画です。論文の載った雑誌 Nature Geoscience の検討の結果は、2026年11月11日の時点で、まだ出ていません。