"Temni kisik": odkritje brez primere na dnu oceana

Polimetalni noduli na pacifiškem morskem dnu proizvajajo element O2: šokantno razkritje sproža dodatna vprašanja o globokomorskem rudarjenju

Morsko dno Tihega oceana proizvaja kisik: odkritje
Rak Parapagurus sp. s koralami iz rodu Epizoanthus na hrbtu se prebija skozi spektakularno in nepričakovano polje feromanganskih nodulov, ki prekriva morsko dno Gosnold Seamount (Fotografija: NOAA Ocean Exploration, 2021 North Atlantic Stepping Stones: New England in Corner Rise Seamounts)

sui oceansko dno zgodi se pojav, ki mu znanstveniki niso verjeli, da bi mu lahko bili priča: v popolni temi morskih globin, na več kot 4 tisoč metrih globine, nastane nekajkisik.

Odkritje, ki postavlja pod vprašaj vse, kar vemo o proizvodnji kisika inizvor življenja na Zemlji, je potekalo na območju Tihega oceana, ki je bilo deležno veliko pozornosti: Clarion Clipperton Zone, ali CCZ, občutljiv podvodni habitat, za katerega je bilo ugotovljeno, da gosti ogromna nahajališča mineralov.

To so tisti, ki proizvajajo temni kisik polimetalni noduli bogato z manganom, kobaltom in nikljem, ki je postalo ključni cilj rudarske industrije, ki bi rada izkoriščala plemenite kovine v morskem dnu, da bi odgovorila na naraščajoče povpraševanje po elektronskih vezjih in baterijah.

Ali morsko svetišče v osrčju Pacifika ogroža ribištvo?
Tako morska gliva požira plastiko, razpršeno v oceanih

Manganovi noduli na oceanskem dnu proizvajajo kisik
Manganovi noduli na morskem dnu na območju Clarion-Clipperton (Foto: ROV KIEL 6000, GEOMAR)

Ta kisik iz temnega oceanskega dna ...

Profesorjeva raziskava Andrew Sweetman Škotskega združenja za pomorsko znanost (SAMS) ima dolgo zgodovino: leta 2013 je strokovnjak za morsko dno meril količino kisika, ki so ga porabili organizmi na morskem dnu Clarion Clipperton Zone, območje Pacifika, ki je postalo razvpito zaradi nahajališč mineralov, ključna tarča tistih, ki se ukvarjajo z globokomorskim rudarjenjem.

Poskus, približno 4.000 metrov globoko, nameraval spremljati zniževanje ravni kisika v vodi za merjenje porabe organizmov morskega dna. Presenetljivo pa je, da meritve nikoli niso potekale po pričakovanjih: ravni kisika se sploh niso znižale. Nasprotno, znatno povečala.

"Ko smo prvič dobili te podatke mislili smo, da so senzorji pokvarjeni, ker so vse raziskave, ki so bile opravljene v morskih globinah, zaznale samo porabo kisika in ne njegove proizvodnje,« pojasnjuje Sweetman, »šli smo domov in ponovno umerili senzorje, toda v 10 letih so se ti čudni podatki o kisiku pojavljali".

"Odločili smo se, da sprejmemo rezervno metodo, ki je delovala drugače od optodnih senzorjev, ki smo jih uporabljali, in ko sta obe metodi dali enak rezultat, smo vedeli, da se soočamo z nekaj revolucionarnega in nepredstavljivega”: do proizvodnje kisika lahko pride tudi v popolni temi morskega dna.

Globokomorsko rudarjenje, zlata mrzlica, ki ogroža kite
Odprava na Galápagos za zaščito mednarodnih voda

Več vprašanj o globokomorskem rudarjenju: novo odkritje
Cona Clarion Clipperton (CCZ) je prišla na naslovnice zaradi prisotnosti ogromnih podvodnih mineralnih nahajališč, ki so pritegnila pozornost rudarskih podjetij (Foto: GEBCO/GEOMAR)

Temni kisik: presega dobro znano fotosintezo?

Zdi se, da posledice tega odkritja postavljajo pod vprašaj vse, kar smo kdaj vedeli o proizvodnji kisika inizvor življenja na Zemlji.

"Da bi se na planetu lahko začelo aerobno življenje,« pojasnjuje Sweetman, »moralo biti kisika in po naših podatkih se je dobava kisika na Zemljo začela z fotosintetski organizmi". "Zdaj pa vemo, da se kisik proizvaja v globokem morju, kjer ni svetlobe".

Ni še povsem jasno, kako nastane ta temni kisik. Hipotezo znanstvenikov beremo v študiji, objavljeni pred nekaj dnevi na "Geoznanost o naravi", je, da lahko elektroliza morske vode prispeva k njegovi proizvodnji.

Profesor Sweetman in njegovi kolegi so v poskusih ugotovili, da imajo polimetalni noduli CCZ zelo visok električni naboj, kar bi lahko privedlo do cepitve morske vode na vodik in kisik (proces, pojasnjujejo znanstveniki, ki zahteva napetost le 1,5 volta, enako kot katera koli baterija AA).

Ekipa je analizirala več nodulov in zabeležila odčitke do 0,95 V na površini nekaterih od njih, kar pomeni, da se lahko pojavijo znatne napetosti ko so noduli združeni. Ta majhen tok bi lahko bil dovolj, da temeljito spremeni naš način interpretacije sveta, kot ga poznamo: kisika na planetu ne proizvajajo samo fotosintetični organizmi, ki jih obsije sonce, ampak tudi tisti aglomerati plemenitih kovin, ki ležijo na dnu planeta. ocean in ki so pritegnile pozornost rudarskih podjetij.

Štiri države, en velikanski ocean: primer CMAR
Več kot 27.000 km: to je rekordna selitev svilenega morskega psa

Temni kisik: nepričakovano odkritje na dnu Tihega oceana
Manganov nodul, kakršen je bil najden v morskem dnu CCZ: na njihovi površini so zabeležili do 0,95 volta (Foto: Koelle)

Cona Clarion Clipperton: noduli in biotska raznovrstnost

Povezava med tem odkritjem in interesi rudarske industrije za i polimetalni noduli CCZ ni naključno: vzorčenje morskega dna na območju Clarion-Clipperton je bilo izvedeno ravno zato, da bi ocenili možne vplive globokega rudarjenja ali Deep Sea Mininga, ki bi želel izkoriščati te nodule, ki so zelo bogati s kovinami, kot je npr. Mangan, nikelj in kobalt.

V resnici je bil vse večje zanimanje industrije, zlasti od sredine leta 2010, da bi znanstveno skupnost spodbudili k natančnejšemu preučevanju tako nedostopnega in z biotsko raznovrstnostjo bogatega območja.

One,es študija, objavljena sredi leta 2023 trdi, da 90 odstotkov vrst, odkritih v CCZ, še nikoli ni bilo opisanih: pogovor o tem več kot 5.100 vrst od ocenjenih skupno 6.000-8.000 vrst, bogastvo, ki bi lahko bilo neposredno odvisno od prisotnosti teh kovinskih nodulov.

Profesor Sweetman je sam sodeloval pri identifikaciji zaščitena morska območja okoli območja Clarion Clipperton za oceno biotske raznovrstnosti na nekaterih območjih, kjer se je treba izogibati potencialnemu globokomorskemu rudarjenju.

Varovanje morja v Grčiji in vprašanje Helenskega jarka
Video, edinstven ekosistem alpskega gozda Lötschental

Clarion Clipperton Zone: presenetljivo odkritje
Relicanthus, nova vrsta novega reda Cnidaria, nabrana na 4.100 metrih v Clarion-Clipperton Fracture Zone, ki živi na gobastih steblih, pritrjenih na nodule (Fotografija: Craig Smith in Diva Amon, projekt ABYSSLINE/NOAA)

Polimetalni noduli, globokomorsko rudarjenje in kisik

Ti polimetalni noduli, nekako proizvajajo temen kisik: Njihova uporabnost za človeštvo bi lahko presegla proizvodnjo pametnih telefonov in električnih avtomobilov. Po mnenju Andrewa Sweetmana je to morda potrebno preglejte prejšnje ocene glede na novo odkritje, saj proizvodnja kisika ni bila nikoli upoštevana.

Ti vozlički so resnično "baterije v skali«, kot radi rečejo glavni investitorji v ekstraktivni industriji, sposobni delovati kot naravne geobaterije: Ko je škotska ekipa analizirala te mineralne kepe, je ugotovila, da je na njihovi površini skoraj volt. Zdaj preostane le še preveriti, ali se bo z deaktivacijo njihovega električnega naboja proizvodnja temnega kisika dejansko ustavila.

Po mnenju profesorja Sweetmana so potrebne so nadaljnje raziskave o proizvodnji temnega kisika med osnovnimi preiskavami za globokomorsko rudarjenje, kot tudi oceno, kako lahko dušenje usedlin med rudarjenjem spremeni proces.

"Zahvaljujoč temu odkritju smo ustvarili veliko neodgovorjenih vprašanj«, je izjavil znanstvenik, »in mislim, da moramo veliko razmišljati o tem, kako izločiti te nodule, ki so dejansko baterije v skali".

CoTS, velikanska morska zvezda, ki ogroža koralni greben
Trajnost rudarske industrije: vedno bolj pereč izziv

Temni kisik nastaja na dnu oceana
Deep Discoverer vzame vzorec kamnine, prevlečene z manganom, blizu morske zvezde približno 2400 metrov nižje, blizu Cookovih otokov (Fotografija: Urad za raziskovanje in raziskovanje oceanov NOAA, Gore v globinah: raziskovanje osrednjega pacifiškega bazena)