<σχήμα class = "σχήμα"> <Εικόνες class = "Embed ένταση-high"> "Έχουμε μια άλλη πηγή οξυγόνου στον πλανήτη, εκτός από τη φωτοσύνθεση", λέει ο Mitachor Andrew Sweetman, ένας οικολόγος θαλάσσιου δαπέδου στο Scottish Association για τη θαλάσσια επιστήμη στο Oban - αν και ο μηχανισμός πίσω από αυτή την παραγωγή οξυγόνου παραμένει ένα μυστήριο. Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν επίσης να έχουν αντίκτυπο στην κατανόηση, όπως ξεκίνησε η ζωή, λέει, καθώς και τα πιθανά αποτελέσματα του TiefSebergban

Η παρατήρηση είναι "συναρπαστική", λέει ο Donald Canfield, βιογεωχιμιστής στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Δανίας στο Odense. "Αλλά το βρίσκω απογοητευτικό γιατί εγείρει πολλές ερωτήσεις και δεν παρέχει πολλές απαντήσεις."

Η Sweetman και οι υπάλληλοί του παρατήρησαν κάπως ασυμβίβαστες κατά τη διάρκεια της εργασίας του πεδίου το 2013. Οι ερευνητές εξέτασαν τα οικοσυστήματα του θαλάσσιου δαπέδου στο Clarion-Clipperton-Zone Μεταξύ της Χαβάης και του Μεξικού, το οποίο είναι μεγαλύτερο από την Ινδία και έναν πιθανό στόχο για την εξόρυξη του πλούσιου μεταλλικού λαμπτήρα. Κατά τη διάρκεια αυτών των αποστολών, η ομάδα απελευθερώνει μια ενότητα που βυθίζεται στο πάτωμα της θάλασσας για να πραγματοποιήσει αυτοματοποιημένα πειράματα. Εκεί η μονάδα οδηγεί τους κυλινδρικούς θαλάμους για να κλειδώσουν μικρά τμήματα του δαπέδου της θάλασσας - μαζί με λίγο θαλασσινό νερό - και να δημιουργήσουν "ένα κλειστό μικρόκοσμο του θαλάσσιου δαπέδου", γράφουν οι συγγραφείς. Στη συνέχεια, ο "Lander" μετρά τον τρόπο με τον οποίο η συγκέντρωση οξυγόνου στο κλειδωμένο θαλασσινό νερό αλλάζει σε χρονικές περιόδους έως και αρκετές ημέρες.

ροές οξυγόνου

Χωρίς φωτοσυνθετικούς οργανισμούς που απελευθερώνουν οξυγόνο στο νερό και με οποιοδήποτε άλλο οργανισμό που καταναλώνει το αέριο, οι συγκεντρώσεις οξυγόνου εντός των θαλάμων θα πρέπει αργά να μειωθούν. Ο Sweetman το έχει παρατηρήσει σε μελέτες που έκανε σε περιοχές των νότιων, της Αρκτικής και των Ινδών ωκεανών καθώς και στον Ατλαντικό. Παγκοσμίως, τα οικοσυστήματα του θαλάσσιου δαπέδου οφείλουν την ύπαρξή τους στο οξυγόνο, το οποίο αναδύεται από τα ρεύματα από την επιφάνεια και θα πεθάνει γρήγορα αν κόπηκαν. (Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του οξυγόνου προέρχεται από τον Βόρειο Ατλαντικό και μεταφέρεται στους βαθιούς ωκεανούς του κόσμου από μια «παγκόσμια ζώνη μεταφοράς».)

Αλλά στη ζώνη Clarperton Clipperton, τα όργανα έδειξαν ότι το κλειδωμένο νερό πλουσιότερο, όχι φτωχότερο, έγινε οξυγόνο. Πρώτον, ο Sweetman απέδωσε τις αναγνώσεις σε σφάλμα αισθητήρα. Αλλά το φαινόμενο συνέβη ξανά και ξανά κατά τις ακόλουθες αποστολές το 2021 και το 2022 και επιβεβαιώθηκε με μετρήσεις με εναλλακτική τεχνολογία. "Ξαφνικά συνειδητοποίησα ότι είχα αγνοήσει αυτή τη δυνητικά εκπληκτική νέα διαδικασία, 4.000 μέτρα βαθιά στο πάτωμα της θάλασσας για οκτώ χρόνια", λέει ο Sweetman.

<σχήμα class = "σχήμα"> <Εικόνες class = "Embed ένταση-high"> <Πηγή type = "image/webp" srcset = "https://media.nature.com/lw767/magazine-assets/d41586-02393-7/d41586-02393-7_27374152.jpg?as=webp 767w, https://media.nature.com/lw319/magazine-assets/d41586-02393-7/d41586-02393-7_27374152.jpg?as=webp 319w "sies =" (max-width) 319px,

Η ποσότητα του παραγόμενου οξυγόνου δεν είναι χαμηλή: το αέριο στους θαλάμους φτάνει τις συγκεντρώσεις υψηλότερες από εκείνες στα επιφανειακά ύδατα των φύλλων, λέει ο Sweetman. Καμία από τις άλλες περιοχές που εξέτασε ο Sweetman περιείχε πολυμετρικούς κονδύλους, γεγονός που δείχνει ότι αυτές οι πέτρες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην παραγωγή αυτού του "σκοτεινού οξυγόνου".

Ως η πρώτη δοκιμασία αυτής της υπόθεσης, η ομάδα αναπαράγει τις συνθήκες που βρήκαν στο πάτωμα της θάλασσας σε ένα εργαστήριο στο πλοίο τους. Παρακολούθησαν δείγματα που συλλέχθηκαν από τους θάλασσες που περιλάμβαναν τους πολυμάταντες κονδύλους και διαπίστωσαν ότι η συγκέντρωση οξυγόνου αυξήθηκε τουλάχιστον προσωρινά. "Αρχίζουν να παράγουν οξυγόνο σε ένα συγκεκριμένο σημείο, τότε σταματούν", λέει ο Sweetman - πιθανώς επειδή η ενέργεια που οδηγεί τα μόρια του νερού εξαντλείται. Αυτό εγείρει το ερώτημα για το πού προέρχεται αυτή η ενέργεια. Εάν οι ίδιοι οι κόνδυλοι ενήργησαν ως μπαταρίες - ενέργεια που παράγεται από χημική αντίδραση - θα είχαν εξαντληθεί εδώ και πολύ καιρό.

Ηλεκτρικό δυναμικό

Αλλά οι κόνδυλοι θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως καταλύτες που επιτρέπουν τη διάσπαση του νερού και τον σχηματισμό μοριακού οξυγόνου. Οι ερευνητές μέτρησαν τις εντάσεις στην επιφάνεια των κονδύλων και βρήκαν διαφορές έντασης έως και 0,95 βολτ. Αυτό δεν είναι απολύτως επαρκές για το 1,5 volt που απαιτούνται για τη διάσπαση ενός μορίου νερού, αλλά κατ 'αρχήν θα μπορούσαν να δημιουργηθούν υψηλότερες τάσεις, παρόμοιες με τον τρόπο με τον οποίο οι τάσεις των μπαταριών μπορούν να διπλασιαστούν με τη μετατροπή δύο μπαταριών σε σειρά, λέει ο Sweetman.

Ο συγγραφέας Franz Geiger, χημικός στο Northwestern University στο Evanston, Illinois, λέει ότι εξακολουθεί να είναι ασαφές εάν η αντίδραση δημιουργεί επίσης μοριακό υδρογόνο - το οποίο απελευθερώνεται σε βιομηχανικές αντιδράσεις ηλεκτρόλυσης χάρη σε έναν καταλύτη - ή πρωτόνια στο νερό, ενώ πιέζει τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια αλλού. Αλλά η κατανόηση θα μπορούσε τελικά να έχει χρήσιμες εφαρμογές, λέει. "Ίσως υπάρχει ένα σχέδιο στο πάτωμα της θάλασσας που θα μπορούσε να μας βοηθήσει να παράγουμε καλύτερους καταλύτες".

Η Eva Stüeken, βιογεωχιμιστής στο Πανεπιστήμιο του Αγίου Ανδρέα της Μεγάλης Βρετανίας, λέει ότι τα αποτελέσματα θα μπορούσαν επίσης να έχουν αντίκτυπο στις προτάσεις για να αναζητήσουν πιθανή ζωή στο φάσμα φωτός των εξωσχολικών πλανητών. "Η παρουσία του αερίου O 2 σε άλλους πλανήτες μπορεί να πρέπει να ερμηνευτεί με πρόσθετη προσοχή", λέει.

Sweetman λέει ότι αρχίζει οι ερευνητές πριν από το κτίριο Deep -Sea Mountain θα πρέπει να χαρτογραφήσει τις περιοχές όπου παράγεται οξυγόνο. Διαφορετικά, τα οικοσυστήματα που έχουν εξαρτηθεί από αυτό το οξυγόνο θα μπορούσαν να καταρρεύσουν εάν οι κόνδυλοι έχουν αφαιρεθεί. "Εάν παράγονται μεγάλες ποσότητες οξυγόνου, αυτό μπορεί να είναι σημαντικό για τα ζώα που ζουν εκεί".