Mineralele metalice din adâncul oceanului generează „oxigen întunecat”

O echipă internațională de cercetători, inclusiv un chimist de la Universitatea Northwestern, a descoperit că mineralele metalice de pe fundul adâncurilor oceanului produc oxigen la 13.000 de metri sub suprafață.

Această descoperire surprinzătoare pune în discuție ipotezele de lungă durată conform cărora doar organismele fotosintetice, precum plantele și algele, generează oxigenul de pe Pământ. Dar noua descoperire arată că ar putea exista o altă cale. Se pare că oxigenul poate fi produs și pe fundul mării – acolo unde lumina nu poate pătrunde – pentru a susține viața marină care respiră oxigen (aerobă) și trăiește în întuneric complet.

• Oamenii de știință, îngrijorați de inundațiile din Europa
• Test de cultură generală. Cu ce viteză cad fulgii de zăpadă?

Studiul a fost publicat în revista Nature Geoscience.

Andrew Sweetman, de la Scottish Association for Marine Science (SAMS), a făcut descoperirea „oxigenului întunecat” în timp ce efectua cercetări de teren pe navă în Oceanul Pacific. Franz Geiger de la Northwestern a condus experimentele de electrochimie, care pot explica descoperirea.

„Pentru ca viața aerobă să înceapă pe planetă, trebuia să existe oxigen, iar înțelegerea noastră a fost că aprovizionarea cu oxigen a Pământului a început cu organismele fotosintetice”, a declarat Sweetman, care conduce grupul de cercetare Seafloor Ecology and Biogeochemistry de la SAMS. „Dar acum știm că oxigenul este produs în adâncul mării, unde nu există lumină. Prin urmare, cred că trebuie să reanalizăm întrebări precum: Unde ar fi putut începe viața aerobă?”

Nodulii polimetalici – depozite minerale naturale care se formează pe fundul oceanului – se află în centrul descoperirii. „Nodulii polimetalici care produc acest oxigen conțin metale precum cobaltul, nichelul, cuprul, litiul și manganul – care sunt toate elemente esențiale utilizate în baterii”, a declarat Geiger, coautor al studiului.

„Am descoperit ceva revoluționar și inedit”

„Mai multe companii miniere pe scară largă urmăresc în prezent să extragă aceste elemente prețioase din fundul mării. Trebuie să regândim modul de exploatare a acestor materiale, astfel încât să nu epuizăm sursa de oxigen pentru viața din adâncurile mării.”

Geiger este profesor de chimie Charles E. și Emma H. Morrison la Northwestern’s Weinberg College of Arts and Sciences și membru al Institutului Internațional pentru Nanotehnologie și al Institutului Paula M. Trienens pentru Energie și SSustenabilitate

Sweetman a făcut descoperirea în timp ce preleva probe de pe fundul mării din zona Clarion-Clipperton, o creastă submarină muntoasă de-a lungul fundului mării. Când echipa sa a detectat inițial oxigen, el a presupus că echipamentul trebuie să fie defect, scrie Phys.org.

„Când am primit pentru prima dată aceste date, am crezut că senzorii sunt defecți, deoarece toate studiile efectuate vreodată în adâncurile mării au văzut doar oxigen consumat, mai degrabă decât produs”, a declarat Sweetman.

„Am decis să luăm o metodă de rezervă care funcționa diferit față de senzorii pe care îi foloseam. Când ambele metode au venit cu același rezultat, am știut că am descoperit ceva revoluționar și inedit.”

Nodulii polimetalici din zonă pot satisface cererea globală de energie

Sweetman l-a contactat pe Geiger pentru a discuta posibile explicații pentru sursa de oxigen. În lucrările sale anterioare, Geiger a descoperit că rugina, atunci când este combinată cu apa sărată, poate genera electricitate. Cercetătorii s-au întrebat dacă nodulii polimetalici din adâncurile oceanului generează suficientă electricitate pentru a produce oxigen. Această reacție chimică face parte dintr-un proces numit electroliza apei de mare, care extrage electronii din atomul de oxigen al apei.

Pentru a investiga această ipoteză, Sweetman a trimis mai multe kilograme de noduli polimetalici, care au fost colectați de pe fundul oceanului, în laboratorul lui Geiger de la Northwestern.

Doar 1,5 volți – aceeași tensiune ca o baterie AA obișnuită – este suficientă pentru a sparge apa de mare. Surprinzător, echipa a înregistrat tensiuni de până la 0,95 volți pe suprafața unor noduli individuali. Iar atunci când mai mulți noduli sunt grupați împreună, tensiunea poate fi mult mai semnificativă, la fel ca atunci când bateriile sunt conectate în serie.

Cercetătorii sunt de acord că industria minieră ar trebui să ia în considerare această descoperire înainte de a planifica activități miniere la mare adâncime. Potrivit lui Geiger, masa totală de noduli polimetalici din zona Clarion-Clipperton este suficientă pentru a satisface cererea globală de energie timp de decenii.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Un satelit natural al planetei Jupiter produce zilnic 1.000 de tone de oxigen

A fost detectat oxigen pe Venus atât pe partea de zi, cât și cea de noapte

Test de cultură generală. De unde vine 50% din oxigenul de pe Pământ?

Râurile se încălzesc și pierd oxigen mai rapid decât oceanele, au descoperit cercetătorii