Ανακαλύφθηκε «μαύρο οξυγόνο» στον πλανήτη μας - Το φαινόμενο που άφησε άφωνους τους επιστήμονε

Ένα μυστηριώδες φαινόμενο που παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 2013 σε ένα σκάφος σε ένα απομακρυσμένο μέρος του Ειρηνικού Ωκεανού φάνηκε τόσο παράλογο, που έπεισε τον επιστήμονα των ωκεανών Andrew Sweetman ότι ο εξοπλισμός παρακολούθησης του ήταν ελαττωματικός.

Οι μετρήσεις των αισθητήρων φάνηκε να δείχνουν ότι το οξυγόνο παράγεται στον βυθό της θάλασσας 4.000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια, όπου δεν μπορεί να διεισδύσει φως. Το ίδιο συνέβη σε τρία επόμενα ταξίδια σε μια περιοχή γνωστή ως Ζώνη Clarion-Clipperton.

«Βασικά είπα στους μαθητές μου, απλώς βάλτε τους αισθητήρες πίσω στο κουτί. Θα τα στείλουμε πίσω στον κατασκευαστή και θα τα δοκιμάσουμε γιατί απλώς μας κάνουν ασυναρτησίες», δήλωσε ο Sweetman, καθηγητής στη Σκωτσέζικη Ένωση για τη Θαλάσσια Επιστήμη και επικεφαλής της ομάδας οικολογίας και βιογεωχημείας του θαλάσσιου πυθμένα του ιδρύματος. «Και κάθε φορά που ο κατασκευαστής επέστρεφε: Δουλεύουν. Είναι βαθμονομημένα.»

Φωτοσυνθετικοί οργανισμοί όπως τα φυτά, το πλαγκτόν και τα φύκια χρησιμοποιούν το ηλιακό φως για να παράγουν οξυγόνο που ανακυκλώνεται στα βάθη των ωκεανών, αλλά προηγούμενες μελέτες που έγιναν στα βαθιά θαλάσσια βάθη έδειξαν ότι το οξυγόνο καταναλώνεται και δεν παράγεται μόνο από τους οργανισμούς που ζουν εκεί, είπε ο Sweetman.

Τώρα, η έρευνα της ομάδας του αμφισβητεί αυτή τη μακροχρόνια υπόθεση, την εύρεση οξυγόνου που παράγεται χωρίς φωτοσύνθεση.

«Είσαι προσεκτικός όταν βλέπεις κάτι που έρχεται σε αντίθεση με αυτό που θα έπρεπε να συμβαίνει», είπε.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε τη Δευτέρα στο περιοδικό Nature Geoscience, καταδεικνύει πόσα είναι ακόμα άγνωστα για τα βάθη των ωκεανών και υπογραμμίζει τι διακυβεύεται στην ώθηση για εκμετάλλευση του ωκεανού βυθού για σπάνια μέταλλα και ορυκτά. Η ανακάλυψή του ότι υπάρχει άλλη πηγή οξυγόνου στον πλανήτη εκτός από τη φωτοσύνθεση έχει επίσης εκτεταμένες επιπτώσεις που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αποκάλυψη της προέλευσης της ζωής.

Δειγματοληψία στον πυθμένα της θάλασσας

Ο Sweetman έκανε για πρώτη φορά την απροσδόκητη παρατήρηση ότι «σκοτεινό» οξυγόνο παράγεται στον πυθμένα της θάλασσας, ενώ αξιολογούσε τη θαλάσσια βιοποικιλότητα σε μια περιοχή που προορίζεται για την εξόρυξη πολυμεταλλικών οζιδίων μεγέθους πατάτας. Τα οζίδια σχηματίζονται κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών μέσω χημικών διεργασιών που προκαλούν την καθίζηση μετάλλων έξω από το νερό γύρω από θραύσματα κελύφους, ράμφη καλαμαριού και δόντια καρχαρία και καλύπτουν μια εκπληκτικά μεγάλη περιοχή του πυθμένα της θάλασσας.

Μέταλλα όπως το κοβάλτιο, το νικέλιο, ο χαλκός, το λίθιο και το μαγγάνιο που περιέχονται στα οζίδια έχουν μεγάλη ζήτηση για χρήση σε ηλιακούς συλλέκτες, μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων και άλλη πράσινη τεχνολογία. Ωστόσο, οι επικριτές λένε ότι η εξόρυξη βαθέων υδάτων θα μπορούσε να βλάψει αμετάκλητα το παρθένο υποθαλάσσιο περιβάλλον, με το θόρυβο και τα ιζήματα που προκαλούνται από τον εξοπλισμό εξόρυξης που βλάπτουν τα οικοσυστήματα του μέσου νερού καθώς και τους οργανισμούς στον βυθό της θάλασσας που συχνά ζουν στους οζίδια.

Είναι επίσης πιθανό, προειδοποιούν αυτοί οι επιστήμονες, ότι η εξόρυξη βαθέων υδάτων θα μπορούσε να διαταράξει τον τρόπο αποθήκευσης του άνθρακα στον ωκεανό, συμβάλλοντας στην κλιματική κρίση.

Για εκείνο το πείραμα του 2013, ο Sweetman και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ένα θαλάσσιο σκάφος που βυθίζεται στον πυθμένα για να οδηγήσουν έναν θάλαμο, μικρότερο από ένα κουτί παπουτσιών, στο ίζημα για να περικλείσει μια μικρή περιοχή πυθμένα και όγκο νερού πάνω από αυτό.

Αυτό που περίμενε να ανιχνεύσει ο αισθητήρας ήταν να πέφτουν αργά τα επίπεδα οξυγόνου με την πάροδο του χρόνου καθώς το εισπνέουν μικροσκοπικά ζώα. Από αυτά τα δεδομένα, σχεδίασε να υπολογίσει κάτι που ονομάζεται «κατανάλωση οξυγόνου από την κοινότητα ιζημάτων», το οποίο παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τη δραστηριότητα της πανίδας και των μικροοργανισμών του βυθού της θάλασσας. .

Μόλις το 2021, όταν ο Sweetman χρησιμοποίησε μια άλλη εφεδρική μέθοδο για την ανίχνευση οξυγόνου και έδωσε το ίδιο αποτέλεσμα, δέχτηκε ότι παράγεται οξυγόνο στον πυθμένα της θάλασσας και έπρεπε να καταλάβει τι συνέβαινε.

Ο Sweetman έχει παρατηρήσει το φαινόμενο ξανά και ξανά για σχεδόν μια δεκαετία και σε πολλές τοποθεσίες στη Ζώνη Clarion-Clipperton, μια μεγάλη περιοχή που εκτείνεται σε περισσότερα από 4.000 μίλια (6.400 χιλιόμετρα) και είναι πέρα ​​από τη δικαιοδοσία οποιασδήποτε χώρας.

Η ομάδα πήρε μερικά από τα δείγματα ιζήματος, θαλασσινού νερού και πολυμεταλλικών οζιδίων για να μελετήσει στο εργαστήριο για να προσπαθήσει να καταλάβει πώς ακριβώς παράγεται το οξυγόνο.

Κατανόηση του σκοτεινού οξυγόνου

Μέσω μιας σειράς πειραμάτων, οι ερευνητές απέκλεισαν βιολογικές διεργασίες όπως τα μικρόβια και έβαλαν σε ζώνες τα ίδια τα οζίδια ως την προέλευση του φαινομένου.

Το ηλεκτρικό ρεύμα, ακόμη και από μια μπαταρία, όταν τοποθετηθεί σε αλμυρό νερό, μπορεί να διασπάσει το νερό σε οξυγόνο και υδρογόνο - μια διαδικασία γνωστή ως ηλεκτρόλυση θαλασσινού νερού, είπε ο Sweetman.

Ο Sweetman πλησίασε τον Franz Geiger, έναν ηλεκτροχημικό στο Πανεπιστήμιο Northwestern στο Evanston του Ιλινόις, και μαζί ερεύνησαν περαιτέρω. Χρησιμοποιώντας μια συσκευή που ονομάζεται πολύμετρο για τη μέτρηση μικροσκοπικών τάσεων και διακυμάνσεων στις τάσεις, κατέγραψαν μετρήσεις 0,95 βολτ από την επιφάνεια των οζιδίων.

Αυτές οι μετρήσεις ήταν μικρότερες από την τάση 1,5 που απαιτείται για την ηλεκτρόλυση του θαλασσινού νερού, αλλά υποδηλώνουν ότι θα μπορούσαν να προκύψουν σημαντικές τάσεις όταν τα οζίδια συγκεντρώνονται μεταξύ τους.

«Φαίνεται ότι ανακαλύψαμε μια φυσική «γεωμπαταρία»», δήλωσε ο Geiger, ο Charles E. and Emma H. ​​Morrison Καθηγητής Χημείας στο Weinberg College of Arts and Sciences του Northwestern, σε ένα δελτίο τύπου. «Αυτές οι γεωμπαταρίες είναι η βάση για μια πιθανή εξήγηση της παραγωγής σκοτεινού οξυγόνου του ωκεανού».

Πηγή: cnn.com