O sursă misterioasă de oxigen, descoperită în adâncurile Oceanului Pacific. ”Ar putea avea o influență asupra înțelegerii modului de apariție a vieții”

O reacție chimică ar putea produce oxigen prin scindarea moleculelor de apă, însă sursa sa de energie rămâne necunoscută. Pe fundul Oceanului Pacific, la adâncimi la care lipsa totală a luminii solare face imposibilă fotosinteza, ceva pompează cantități mari de oxigen, notează Nature.

Fenomenul a fost descoperit într-o zonă presărată cu formațiuni antice, de mărimea unei prune, numite noduli polimetalici, care ar putea juca un rol în producția de oxigen prin catalizarea scindării moleculelor de apă, bănuiesc cercetătorii. Descoperirile sunt publicate în Nature Geoscience1.

Descoperirea ar putea avea o influență asupra înțelegerii modului de apariție a vieții

”Avem o altă sursă de oxigen pe planetă, pe lângă fotosinteză”, spune coautorul studiului, Andrew Sweetman, ecologist al fundului mării la Scottish Association for Marine Science din Oban, Marea Britanie – deși mecanismul din spatele acestei producții de oxigen rămâne un mister. Descoperirile ar putea avea, de asemenea, o influență asupra înțelegerii modului de apariție a vieții, spune el, precum și asupra posibilului impact al exploatării la mare adâncime în regiune.

Observația este „fascinantă”, spune Donald Canfield, biogeochimist la Universitatea de Sud a Danemarcei din Odense. „Dar mi se pare frustrantă, pentru că ridică o mulțime de întrebări și nu prea multe răspunsuri”.

Sweetman și colaboratorii săi au observat pentru prima dată ceva în neregulă în timpul muncii de teren din 2013. Cercetătorii studiau ecosistemele de pe fundul mării din zona Clarion-Clipperton, o zonă situată între Hawaii și Mexic, care este mai mare decât India și o țintă potențială pentru exploatarea nodurilor bogate în metale. În timpul unor astfel de expediții, echipa eliberează un modul care se scufundă până la fundul mării pentru a efectua experimente automate. Odată ajuns acolo, modulul conduce în adâncuri camere cilindrice pentru a închide mici secțiuni ale fundului mării – împreună cu puțină apă de mare – și pentru a crea „un microcosmos închis al fundului mării”, scriu autorii. Modulul terestru măsoară apoi modul în care concentrația de oxigen din apa de mare închisă se modifică pe perioade de până la câteva zile.

Curenții de oxigen

Fără organisme fotosintetice care să elibereze oxigen în apă și fără alte organisme care să consume gazul, concentrația de oxigen din interiorul camerelor ar trebui să scadă încet. Sweetman a observat că acest lucru se întâmplă în studiile pe care le-a efectuat în zone ale oceanelor Sudic, Arctic și Indian, precum și în Atlantic.

În întreaga lume, ecosistemele de pe fundul mării își datorează existența oxigenului transportat de curenții de la suprafață și ar muri rapid dacă ar fi izolate. (Cea mai mare parte a oxigenului provine din Atlanticul de Nord și este transportată în oceanele adânci din întreaga lume de o „bandă transportoare globală”).

Dar în zona Clarion-Clipperton, indicatorii au arătat că apa captată a devenit mai bogată, nu mai săracă, în oxigen. La început, Sweetman a atribuit citirile unei defecțiuni a senzorilor. Dar fenomenul a continuat să apară în timpul călătoriilor ulterioare din 2021 și 2022 și a fost confirmat de măsurători cu o tehnică alternativă. „Mi-am dat seama brusc că timp de opt ani am ignorat acest nou proces potențial uimitor, la 4.000 de metri pe fundul oceanului”, spune Sweetman.

Cantitățile de oxigen produse nu sunt mici: gazul din camere atinge concentrații mai mari decât cele observate în apele de suprafață bogate în alge, spune Sweetman. Niciuna dintre celelalte regiuni cercetate de Sweetman nu conținea noduli polimetalici, ceea ce sugerează că aceste roci au un rol important în producerea acestui „oxigen al întunericului”.

Ca un prim test al acestei ipoteze, echipa a recreat condițiile găsite pe fundul mării într-un laborator de pe nava lor. Ei au monitorizat probele colectate de pe fundul mării – care includeau noduli polimetalici – și au văzut că concentrația de oxigen a crescut, cel puțin pentru o perioadă. „Ei încep să producă oxigen, până la un punct. Apoi se opresc”, spune Sweetman – probabil pentru că energia care determină scindarea moleculelor de apă se epuizează. Rămâne întrebarea de unde provine această energie. Dacă nodulii înșiși ar fi acționat ca niște baterii – producând energie dintr-o reacție chimică – aceștia s-ar fi epuizat cu mult timp în urmă.

Potențial electric

Dar nodulii ar putea servi drept catalizatori, permițând scindarea apei și formarea oxigenului molecular. Cercetătorii au măsurat tensiunile pe suprafața nodulilor și au găsit diferențe de tensiune de până la 0,95 volți. Aceasta nu reprezintă chiar cei 1,5 volți necesari pentru a scinda o moleculă de apă, dar, în principiu, tensiuni mai mari ar putea fi produse în același mod în care tensiunile bateriilor pot fi dublate prin conectarea a două baterii în serie, spune Sweetman.

Coautorul Franz Geiger, chimist la Universitatea Northwestern din Evanston, Illinois, spune că încă nu este clar dacă reacția produce, de asemenea, hidrogen molecular – ceea ce se întâmplă în reacțiile electrolizoarelor industriale datorită unui catalizator – sau dacă eliberează protoni în apă, amestecând electronii rămași în altă parte. Dar înțelegerea acesteia ar putea ajunge să aibă aplicații utile, spune el. „Poate că există o schiță acolo, pe fundul oceanului, care ne-ar putea ajuta să facem catalizatori mai buni”.

Eva Stüeken, biogeochimist la Universitatea St Andrews, Marea Britanie, spune că rezultatele ar putea avea implicații și pentru propunerile de a căuta semnătura unei posibile forme de viață în spectrul de lumină al planetelor extrasolare. „Prezența oxigenului pe alte planete ar trebui, probabil, să fie interpretată cu prudență sporită”, spune ea.

Sweetman spune că, înainte de a începe exploatarea la mare adâncime, cercetătorii ar trebui să cartografieze zonele în care are loc producția de oxigen. În caz contrar, ecosistemele care au devenit dependente de acel oxigen s-ar putea prăbuși dacă nodulii sunt îndepărtați. „Dacă oxigenul este produs în cantități mari, este posibil să fie important pentru animalele care trăiesc acolo.”

The post O sursă misterioasă de oxigen, descoperită în adâncurile Oceanului Pacific. ”Ar putea avea o influență asupra înțelegerii modului de apariție a vieții” appeared first on tvrinfo.ro.