U tihim dubinama oceanskog dna, spontana kemijska reakcija neprimjetno stvara kisik, bez ikakve pomoći živih organizama. Ovo neočekivano otkriće ruši dugogodišnji konsenzus da su za proizvodnju kisika, kojeg udišemo, potrebni organizmi koji provode fotosintezu. Biogeokemičar Andrew Sweetman iz Škotske udruge za morske znanosti (SAMS) i njegovi kolege došli su do ovog iznenađujućeg otkrića dok su mjerili razine kisika na morskom dnu kako bi procijenili utjecaje dubokomorskog rudarenja.
“Otkrivanje proizvodnje kisika putem nefotosintetskog procesa zahtijeva da ponovno razmislimo kako je evolucija složenog života na planeti mogla započeti,” kaže morski znanstvenik iz SAMS-a Nicholas Owens, koji nije bio uključen u istraživanje. “Po mom mišljenju, ovo je jedno od najuzbudljivijih otkrića u morskoj znanosti u posljednje vrijeme.”
Detalji istraživanja
Usred Tihog oceana, crne, zaobljene stijene prekrivaju dno. Na dubinama većim od 4.000 metara, razine kisika polako, ali sigurno, rastu, pokazala su mjerenja znanstvenika.
“Kada smo prvi put dobili ove podatke, mislili smo da su senzori neispravni, jer je svaka studija provedena u dubokom moru pokazivala samo potrošnju kisika, a ne njegovu proizvodnju. Vraćali bismo se kući i kalibrirali senzore, ali tijekom 10 godina ova čudna očitavanja kisika nastavila su se pojavljivati,” objašnjava Sweetman.
“Odlučili smo koristiti rezervnu metodu koja je radila drugačije od optodnih senzora koje smo koristili, i kada su obje metode dale isti rezultat, znali smo da smo na tragu nečega revolucionarnog i nepredviđenog.”
Kako bi istražili ovu misteriju, istraživači su prikupili nekoliko nodularnih stijena kako bi vidjeli proizvode li one ovaj ‘tamni kisik‘ u laboratoriju.
Rasprostranjene nodularne stijene prekrivaju ogromna područja dna oceana. One su prirodni depoziti rijetkih zemaljskih metala poput kobalta, mangana i nikla, sve pomiješane u polimetalnu smjesu.
Vrijednost ovih metala leži u njihovoj upotrebi u baterijama, a izgleda da upravo tako stijene mogu spontano djelovati na morskom dnu.
Istraživači su otkrili da pojedinačni polimetalni noduli proizvode napone do 0,95 V. Kada su skupljeni zajedno, poput baterija u seriji, lako mogu doseći 1,5 V potrebnih za razdvajanje kisika iz vode u reakciji elektrolize.
“Čini se da smo otkrili prirodnu ‘geobateriju’,” kaže kemičar Franz Geiger sa Sveučilišta Northwestern. “Te geobaterije su osnova za moguće objašnjenje proizvodnje tamnog kisika u oceanu.”
Utjecaj na dubokomorsko rudarenje
Iako je potrebno još mnogo istraživanja, poput razmjera proizvodnje kisika od strane polimetalnih nodula, ovo otkriće nudi moguće objašnjenje za misterioznu upornost oceanskog ‘mrtvih zona’ desetljećima nakon prestanka dubokomorskog rudarenja.
“2016. i 2017. godine, morski biolozi posjetili su mjesta koja su rudarena 1980-ih i otkrili da se čak ni bakterije nisu oporavile u rudarenim područjima. U nerudarenim regijama, međutim, morski život je cvjetao,” objašnjava Geiger.
“Zašto takve ‘mrtve zone’ traju desetljećima još uvijek je nepoznato. Međutim, ovo postavlja veliki upitnik na strategije za rudarenje morskog dna jer je faunalna raznolikost dna bogatog nodulima veća nego u najraznovrsnijim tropskim prašumama.”
Osim ovih velikih implikacija za dubokomorsko rudarenje, ‘tamni kisik‘ također postavlja niz novih pitanja oko podrijetla života koji diše kisik na Zemlji.
Drevne mikrobne cijanobakterije dugo su bile zaslužne za prvo opskrbljivanje kisikom potrebnim za evoluciju složenog života prije milijardi godina, kao otpadni proizvod fotosinteze koja sunčevu svjetlost pretvara u njihov izvor energije.
“Sada znamo da se kisik proizvodi u dubokom moru, gdje nema svjetla,” kaže Sweetman. “Mislim da stoga moramo ponovno postaviti pitanja poput: gdje je mogao započeti aerobni život?” Ovo istraživanje objavljeno je u časopisu Nature Geoscience
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
