اكتشف مصدر الأكسجين الغامض في قاع البحر - باحث في خسارة

تعرف على المزيد حول الاكتشاف الرائع لآلية إنتاج الأكسجين الجديدة في المحيط الهادئ العميق. يشتبه الباحثون في أن الدرنات المتعددة المعقولة يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في هذا. تم نشر النتائج في Nature Geoscience.
(Symbolbild/natur.wiki)

اكتشف مصدر الأكسجين الغامض في قاع البحر - باحث في خسارة

<الشكل class = "الشكل">

"لدينا مصدر آخر للأوكسجين على هذا الكوكب ، بصرف النظر عن التمثيل الضوئي" ، يقول الدراسة أندرو أندرو سويتمان ، عالم البيئة البحرية في الجمعية الاسكتلندية للعلوم البحرية في أوبان - على الرغم من أن الآلية وراء هذا إنتاج الأكسجين لا تزال لغزا. كما يمكن أن يكون للنتائج تأثير على الفهم ، كما بدأت الحياة ، كما يقول ، وكذلك التأثيرات المحتملة لـ tiefsebergban يقول دونالد كانفيلد ، أحد الجيوش الحيوي بجامعة ساوث دنمارك في أودينس ، أن الملاحظة "رائعة". "لكنني أجدها محبطًا لأنها تثير الكثير من الأسئلة ولا تقدم العديد من الإجابات."

لاحظت Sweetman وموظفوه معلمين إلى حد ما خلال العمل الميداني في عام 2013. فحص الباحثون النظم الإيكولوجية في قاع البحر في Clarion-Clipperton-Zone بين هاواي والمكسيك ، وهو أكبر من الهند والهدف المحتمل لاستخراج اللمبة المعدنية. خلال مثل هذه الحملات ، يطلق الفريق وحدة نمطية تغرق في قاع البحر من أجل إجراء تجارب آلية. هناك الوحدة النمطية تقود غرف أسطواني لأسفل لقفل أقسام صغيرة من قاع البحر - جنبًا إلى جنب مع القليل من مياه البحر - وإنشاء "صورة مصغرة مغلقة من قاع البحر" ، كما يكتب المؤلفون. ثم يقيس "Lander" كيف يتغير تركيز الأكسجين في مياه البحر المقفلة على مدار الفترات الزمنية التي تصل إلى عدة أيام.

تدفقات الأكسجين

بدون أي كائنات ضوئية تطلق الأكسجين في الماء ، ومع أي كائن آخر يستهلك الغاز ، يجب أن تنخفض تركيزات الأكسجين داخل الغرف ببطء. لاحظ Sweetman هذا في الدراسات التي أجراها في مناطق جنوب ، القطب الشمالي والهنود والمحيطات الهندية وكذلك في المحيط الأطلسي. في جميع أنحاء العالم ، تدين النظم الإيكولوجية في قاع البحر بوجودها إلى الأكسجين ، الذي ترعرع بواسطة التيارات من السطح ، وسيموت بسرعة إذا تم قطعها. (معظم هذا الأكسجين يأتي من شمال المحيط الأطلسي ويتم نقله إلى المحيطات العميقة في العالم من خلال "حزام ناقل عالمي".)

ولكن في منطقة Clarion Clipperton ، أظهرت الأدوات أن الماء المغلق الأكثر ثراءً ، وليس الأفقر ، أصبح الأكسجين. أولاً ، عزا Sweetman القراءات إلى خطأ في المستشعر. لكن الظاهرة حدثت مرارًا وتكرارًا خلال الحملات التالية في عامي 2021 و 2022 وتم تأكيدها من خلال القياسات مع تقنية بديلة. يقول Sweetman: "أدركت فجأة أنني قد تجاهلت هذه العملية الجديدة المذهلة ، بعمق 4000 متر على قاع البحر لمدة ثماني سنوات".

<الشكل class = "الشكل">

كاختبار أول لهذه الفرضية ، استنسخ الفريق الظروف التي وجدوها في قاع البحر في مختبر على سفينتهم. قاموا بمراقبة العينات التي تم جمعها بواسطة قاع البحر في درنات متعددة المعادن ووجدوا أن تركيز الأكسجين زاد مؤقتًا على الأقل. يقول Sweetman: "يبدأون في إنتاج الأكسجين إلى نقطة معينة. ثم يتوقفون". هذا يثير مسألة من أين تأتي هذه الطاقة. إذا كانت الدرنات نفسها تعمل كبطاريات - الطاقة الناتجة عن التفاعل الكيميائي - لكان قد استنفدت منذ فترة طويلة.

الإمكانات الكهربائية

لكن الدرنات يمكن أن تكون بمثابة محفزات تمكن من تقسيم الماء وتشكيل الأكسجين الجزيئي. قام الباحثون بقياس التوترات على سطح الدرنات ووجدوا اختلافات توتر تصل إلى 0.95 فولت. هذا لا يكفي تمامًا للـ 1.5 فولت المطلوب لتقسيم جزيء ماء ، ولكن من حيث المبدأ يمكن توليد الفولتية العالية ، على غرار كيفية مضاعفة ضغوط البطارية عن طريق تبديل بطاريتين في السلسلة ، كما يقول Sweetman.

يقول

مؤلف معهد ماساتشوستس للتكن لكن الفهم يمكن أن يكون له تطبيقات مفيدة في النهاية. "ربما هناك مخطط في قاع البحر يمكن أن يساعدنا في إنتاج محفزات أفضل."

يقول

إيفا ستوكين ، وهو مُحمي حيوي في جامعة سانت أندروز ، بريطانيا العظمى ، إن النتائج يمكن أن يكون لها أيضًا تأثير على الاقتراحات للبحث عن الحياة المحتملة في الطيف الخفيف للكواكب خارج القطب. وتقول: "قد يتعين تفسير وجود غاز O 2 على الكواكب الأخرى بحذر إضافي".

يقول

Sweetman أن الباحثين قبل بدء مبنى Mountain Deep في حالة من المناطق التي يتم فيها إنتاج الأكسجين. خلاف ذلك ، يمكن أن تنهار النظم الإيكولوجية التي أصبحت تعتمد على هذا الأكسجين إذا تمت إزالة الدرنات. "إذا تم إنتاج كميات كبيرة من الأكسجين ، فقد يكون هذا مهمًا للحيوانات التي تعيش هناك."

<قسم حاوية بيانات DIV = "المراجع">
  1. Sweetman ، A. K. et al. Nature Geosci . https://doi.org/10.1038/S41561-024-01480-8 (2024).

    article