Po raz pierwszy na świecie naukowcy pracujący w strefie Clarion-Clipperton Zone (CCZ) na północnym Pacyfiku odkryli, że metalowe guzki na dnie morskim wytwarzają własny tlen, zwany „ciemnym tlenem”.
Nowe badania ujawniają, że metalowe guzki wielkości ziemniaka znalezione na dnie Oceanu Spokojnego wytwarzają tlen w całkowitej ciemności bez pomocy jakichkolwiek żywych organizmów.
Odkrycie głębinowego tlenu, zwanego „ciemnym tlenem”, to pierwszy raz, kiedy naukowcy zaobserwowali wytwarzanie tlenu bez udziału żywych organizmów, co podważa naszą wiedzę o pochodzeniu życia na Ziemi.
„Kiedy po raz pierwszy otrzymaliśmy te dane, myśleliśmy, że czujniki się mylą, ponieważ jak dotąd każda sonda głębinowa zużywała tylko tlen” – powiedział Andrew Sweetman, główny autor badania. „Widział, że tego nie zrobiono” – powiedział w Szkockim Towarzystwie Nauk o Morzu (SAMS). Kiedy jednak instrumenty pokazywały te same wyniki, Sweetman i jego współpracownicy wiedzieli, że natknęli się na „coś niesamowitego, co wcześniej było nie do pomyślenia”.
Wyniki opublikowane 22 lipca w czasopiśmie Nature Geoscience pokazują, że małe guzki metalu zlokalizowane w strefie Clarion-Clipperton Zone (CCZ) na północnym Pacyfiku wytwarzają tlen w procesie elektrolizy wody morskiej, podczas której woda morska rozkłada się na tlen i wodór. Rachunek za energię elektryczną. Według badania ładunek ten może pochodzić z różnicy potencjałów elektrycznych pomiędzy jonami metali w węzłach, co prowadzi do redystrybucji elektronów.
Struktury te, zwane guzkami polimetalicznymi, są powszechne na równinach dolin oceanicznych, płaskich obszarach dna morskiego na głębokości od 3000 do 6000 metrów pod powierzchnią morza. Guzki te zawierają głównie tlenki żelaza i manganu, ale także metale macierzyste, takie jak kobalt, nikiel i lit, a także pierwiastki ziem rzadkich, takie jak cer, kluczowe składniki elektroniki i technologii niskoemisyjnych.
Sweetman i jego współpracownicy początkowo postanowili zbadać potencjalny wpływ wydobycia konkrecji polimetalicznych na ekosystem przybrzeżny w CCZ, równinie w dolinie o powierzchni 4,5 miliona kilometrów kwadratowych pomiędzy Hawajami a Meksykiem. W ramach tej oceny zespół zmierzył zmiany stężenia tlenu, korzystając ze specjalistycznych komór testowych znajdujących się w różnych lokalizacjach. Ogólnie rzecz biorąc, im głębiej naukowcy schodzą do oceanu, tym mniej jest tam światła, tym mniej tlenu, tym mniej organizmów fotosyntetyzujących, a co za tym idzie, mniejsza produkcja tlenu. Jednak zamiast oczekiwanego spadku zawartości tlenu, dane wykazały ciągłą emisję z dna oceanu.
Odkrycie ciemnego tlenu na głębokości 13 000 stóp (4000 m), gdzie nie może przeniknąć żadne światło, podważa przekonanie naukowców, że tlen na Ziemi jest wytwarzany w sposób naturalny wyłącznie w procesie fotosyntezy (oraz utleniania amoniaku, chociaż skutkuje to niewielkimi ilościami). Są chętnie spożywane). Sweetman powiedział, że rodzi to nowe pytania dotyczące pochodzenia życia na Ziemi około 3,7 miliarda lat temu.
„Aby życie tlenowe mogło rozpocząć się na planecie, musi być obecny tlen, a według naszej wiedzy zaopatrzenie Ziemi w tlen zaczęło się od organizmów fotosyntetycznych” – powiedział. „Ale teraz wiemy, że tlen wytwarza się także w głębokich morzach, gdzie nie ma światła. Zatem pytamy: «Gdzie mogło zacząć się życie aerobowe?». „Myślę, że musimy ponownie przemyśleć takie pytania”.
Wyniki budzą również nowe obawy dotyczące wydobycia konkrecji polimetalicznych, które są kluczowym źródłem tlenu dla ekosystemów głębinowych, powiedział Sweetman.
„Dzięki temu odkryciu odkryliśmy wiele pytań bez odpowiedzi i myślę, że musimy dużo pomyśleć o tym, jak wydobyć te moduły, które są bateriami w skale”.
„Rozrabiaka. Internetowy ćpuna. Telewizyjny znawca. Fanatyk alkoholu. Praktyk piwa. Oddany myśliciel. Rozwiązuje problemy. Pisarz. Znawca kawy”.