1

"Máme na planetě další zdroj kyslíku, kromě fotosyntézy," říká studie Mitachor Andrew Sweetman, ekolog námořního podlahy ve skotské asociaci pro mořskou vědu v Obanu - ačkoli mechanismus za touto produkcí kyslíku zůstává záhadou. Výsledky by také mohly mít dopad na porozumění, jak začal život, říká, stejně jako možné účinky Tiefsebergban

Pozorování je „fascinující“, říká Donald Canfield, biogeochimista na jižním Dánsku University v Odensingu. "Ale připadá mi to frustrující, protože to vyvolává mnoho otázek a neposkytuje mnoho odpovědí."

Sweetman a jeho zaměstnanci si všimli poněkud rozlišovaní během práce v terénu v roce 2013. Vědci zkoumali ekosystémy mořského dna v Clarion-lipperton-zone mezi Havaj a Mexiko, což je větší než Indie a potenciálním cílem pro těžbu kovových bohatých žárovky. Během takových expedic vydá tým modul, který se ponoří do mořského dna, aby provedl automatizované experimenty. Tam modul řídí válcové komory dolů, aby zamkl malé části mořského dna - společně s trochou mořské vody - a vytvořili „uzavřený mikrokosmos mořského dna“, autoři píšou. „Lander“ pak měří, jak se koncentrace kyslíku v uzamčené mořské vodě mění v průběhu časových období až do několika dnů.

toky kyslíku

Bez jakýchkoli fotosyntetických organismů, které uvolňují kyslík do vody, as jakýmkoli jiným organismem, který spotřebovává plyn, měly by koncentrace kyslíku v komorách pomalu klesá. Sweetman to pozoroval ve studiích, které dělal v oblastech jižních, arktických a indických oceánů, jakož i v Atlantiku. Na celém světě ekosystémy mořského dna dluží svou existenci kyslíku, který vychovává proudy z povrchu, a rychle by zemřel, kdyby byly odříznuty. (Většina tohoto kyslíku pochází ze severního Atlantiku a je přepravována do hlubokých oceánů světa „globálním dopravním pásem“.)

Ale v zóně Clarion Clipperton, nástroje ukázaly, že uzamčená voda bohatší, ne chudší, se stala kyslíkem. Nejprve Sweetman připisoval hodnoty do chyby senzoru. K tomuto jevu však došlo znovu a znovu během následujících expedic v letech 2021 a 2022 a byl potvrzen měřením alternativní technologií. „Najednou jsem si uvědomil, že jsem ignoroval tento potenciálně úžasný nový proces, 4 000 metrů hluboko na mořském dně po dobu osmi let,“ říká Sweetman.

Množství produkovaného kyslíku není nízké: plyn v komorách dosahuje koncentrací vyšších než v povrchových vodách řas -říká Sweetman. Žádná z ostatních oblastí, které Sweetman zkoumal, neobsahoval polymetové hlízy, což naznačuje, že tyto kameny hrají důležitou roli při výrobě tohoto „tmavého kyslíku“.

Jako první test této hypotézy tým reprodukoval podmínky, které našli na mořském dně v laboratoři na své lodi. Sledovali vzorky, které byly odebrány polymematickými hlízami, které zahrnují mořské dno, a zjistili, že koncentrace kyslíku se alespoň dočasně zvýšila. „Začnou produkovat kyslík do určitého bodu. Pak se zastaví,“ říká Sweetman - pravděpodobně proto, že energie, která řídí molekuly vody, je vyčerpána. To vyvolává otázku, odkud tato energie pochází. Kdyby se hlízy fungovaly jako baterie - energie generovaná chemickou reakcí - byly by vyčerpány už dávno.

Elektrický potenciál

Ale hlízy mohly sloužit jako katalyzátory, které umožňují rozdělení vody a tvorbu molekulárního kyslíku. Vědci měřili napětí na povrchu hlíz a zjistili rozdíly v napětí až 0,95 voltů. To nestačí zcela pro 1,5 voltu, které jsou nutné k rozdělení molekuly vody, ale v zásadě by mohla být vyšší napětí, podobné tomu, jak lze napětí baterie zdvojnásobit přepínáním dvou baterií v sérii, říká Sweetman.

autor MIT Franz Geiger, chemik na Northwestern University v Evanstonu v Illinois, říká, že stále není jasné, zda reakce také vytváří molekulární vodík - který se uvolňuje v průmyslových elektrolyzorových reakcích díky katalyzátoru - nebo protony ve vodě, zatímco tlačí zbývající elektrony kdekoli. Pochopení by však mohlo mít nakonec užitečné aplikace, říká. "Možná existuje plán na mořském dně, který by nám mohl pomoci produkovat lepší katalyzátory."

Eva Stüeken, biogeochimistka na University of St Andrews ve Velké Británii, říká, že výsledky by mohly mít také dopad na návrhy hledat možný život ve světlém spektru extrasolárních planet. „Přítomnost plynu O 2 na jiných planetách může být nutné interpretovat s další opatrností,“ říká.

Sweetman říká, že vědci před zahájením budovy hory Deep -Sea by měli mapovat oblasti, kde se produkuje kyslík. V opačném případě by se ekosystémy, které se staly závislí na tomto kyslíku, by se mohly zhroutí, pokud budou hlízy odstraněny. "Pokud se vyrobí velké množství kyslíku, může to být důležité pro zvířata, která tam žijí."