多金属结核是海底土豆大小的岩层，富含镍、钴和锰等矿物质。这些结核集中了具有重要经济意义的稀有矿物，使其成为备受争议的深海采矿企业的焦点。
关于结核是如何生长的有几种假设，但大多数人认为它们是海水中的金属成分慢慢沉淀到海底形成的。几项研究表明，微生物在结核生长中也起作用。结核中往往含有生物成因的磁铁矿——趋磁细菌的化石残骸，它们的磁性细胞器就像微小的指南针。
在《地球物理研究杂志:固体地球》上发表的一项研究中，研究人员研究了Clarion-Clipperton断裂带(CCFZ)中细菌丰度与多金属结核分布之间的关系。CCFZ是由国际海底管理局管理的夏威夷南部环境管理区。对于蓬勃发展的深海采矿勘探行业来说，CCFZ可能是一个经济上至关重要的地区。
作者分析了2013年一次研究巡航中收集的海底沉积物。他们使用振动样品磁力计来确定磁性，使用电子显微镜来识别基于电子衍射的矿物，使用光谱技术(测试材料如何吸收和发射光和其他辐射)来测试稀土元素。
结果揭示了样品中磁性矿物的三种不同来源:风尘、火山和细菌。中纬度西风带和东北信风将沉积物带入该区，磁铁矿浓度自北向南、自东向西递减。火山磁铁矿是南极底水对莱恩群岛和夏威夷岛链的侵蚀造成的。
与细菌相关的生物磁铁矿的丰度最高，与CCFZ中多金属结核的密度最高相吻合。这些发现使作者推测结核产生富碳、低氧的微环境，既支持细菌，又促进磁铁矿纳米晶体的生物矿化。反过来，细菌有助于促进结节的生长。
研究结果为多金属结核的形成和趋磁细菌的生态分布提供了新的认识，对潜在的深海勘探具有重要意义。
本文由Eos重新发布，由美国地球物理联合会主办。点击这里阅读原文。
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