Mystérieuse source d'oxygène découverte sur le fond marin - chercheur à perte
Mystérieuse source d'oxygène découverte sur le fond marin - chercheur à perte
"Nous avons une autre source d'oxygène sur la planète, en dehors de la photosynthèse", explique l'étude Mitachor Andrew Sweetman, un écologiste du plancher marin à la Scottish Association for Marine Science à Oban - bien que le mécanisme derrière cette production d'oxygène reste un mystère. Les résultats pourraient également avoir un impact sur la compréhension, au début de la vie, dit-il, ainsi que les effets possibles de Tiefsebergban
L'observation est "fascinante", explique Donald Canfield, biogéochimiste à l'Université du Danemark du Sud à Odense. "Mais je trouve cela frustrant car cela soulève beaucoup de questions et ne fournit pas beaucoup de réponses." Sweetman et ses employés ont remarqué quelque peu écarté lors des travaux sur le terrain en 2013. Les chercheurs ont examiné les écosystèmes de fond marin dans le Clarion-Clipperton-Zone Entre Hawaï et le Mexique, qui est plus grand que l'Inde et un objectif potentiel pour l'extraction de l'ampoule à riche en métal. Au cours de ces expéditions, l'équipe libère un module qui s'enfonce au fond marin afin d'effectuer des expériences automatisées. Là, le module entraîne des chambres cylindriques vers le bas pour verrouiller les petites sections du fond marin - avec un peu d'eau de mer - et créer "un microcosme fermé du fond marin", écrivent les auteurs. Le "Lander" mesure ensuite comment la concentration en oxygène dans l'eau de mer verrouillée change dans les périodes allant jusqu'à plusieurs jours. sans aucun organisme photosynthétique qui libère de l'oxygène dans l'eau, et avec tout autre organisme qui consomme le gaz, les concentrations d'oxygène à l'intérieur des chambres devraient lentement baisser. Sweetman a observé cela dans les études qu'il a fait dans les régions des océans du sud, de l'Arctique et des Indiens ainsi que dans l'Atlantique. Dans le monde entier, les écosystèmes du fond marin doivent leur existence à l'oxygène, qui est élevé par des courants de la surface, et mourrait rapidement s'ils étaient coupés. (La majeure partie de cet oxygène vient de l'Atlantique Nord et est transportée dans les océans profonds du monde par un "tapissage mondial".) mais dans la zone Clarion Clipperton, les instruments ont montré que l'eau verrouillée plus riche, pas plus pauvre, devenait de l'oxygène. Tout d'abord, Sweetman a attribué les lectures à une erreur de capteur. Mais le phénomène s'est produit encore et encore lors des expéditions suivantes en 2021 et 2022 et a été confirmée par des mesures avec une technologie alternative. "Soudain, j'ai réalisé que j'avais ignoré ce nouveau processus potentiellement incroyable, à 4 000 mètres de profondeur sur le fond marin pendant huit ans", explique Sweetman. La quantité d'oxygène produite n'est pas faible: le gaz dans les chambres atteint des concentrations supérieures à celle des eaux de surface riches en algues, explique Sweetman. Aucune des autres régions que Sweetman a examinées ne contenait des tubercules polymétaux, ce qui indique que ces pierres jouent un rôle important dans la production de cet "oxygène foncé". En tant que premier test de cette hypothèse, l'équipe a reproduit les conditions qu'ils ont trouvées sur le fond marin dans un laboratoire sur leur navire. Ils ont surveillé les échantillons qui ont été prélevés par les tubercules polymétaux, y compris le plancher de mer et ont constaté que la concentration en oxygène augmentait au moins temporairement. "Ils commencent à produire de l'oxygène à un certain point. Ensuite, ils s'arrêtent", explique Sweetman - vraisemblablement parce que l'énergie qui entraîne des molécules d'eau est épuisée. Cela soulève la question de savoir d'où vient cette énergie. Si les tubercules eux-mêmes agissaient comme des batteries - l'énergie générée par une réaction chimique - ils auraient été épuisés il y a longtemps. mais les tubercules pourraient servir de catalyseurs qui permettent le fractionnement de l'eau et la formation d'oxygène moléculaire. Les chercheurs ont mesuré les tensions à la surface des tubercules et ont trouvé des différences de tension allant jusqu'à 0,95 volts. Ce n'est pas entièrement suffisant pour les 1,5 volt qui sont nécessaires pour diviser une molécule d'eau, mais en principe, des tensions plus élevées pourraient être générées, similaire à la façon dont les contraintes de batterie peuvent être doublées en changeant deux batteries en série, explique Sweetman. L'auteur du MIT Franz Geiger, chimiste à la Northwestern University à Evanston, Illinois, dit qu'il est toujours difficile de savoir si la réaction crée également de l'hydrogène moléculaire - qui est libéré dans les réactions d'électrolyse industrielle grâce à un catalyseur - ou des protons dans l'eau pendant qu'il pousse les électrons restants ailleurs. Mais la compréhension pourrait finalement avoir des applications utiles, dit-il. "Il y a peut-être un plan sur le fond marin qui pourrait nous aider à produire de meilleurs catalyseurs." Eva Stüeken, biogéochimiste à l'Université de St Andrews, Grande-Bretagne, dit que les résultats pourraient également avoir un impact sur les suggestions pour rechercher la vie possible dans le spectre lumineux des planètes extrasolaires. "La présence d'O 2 du gaz sur d'autres planètes peut être interprétée avec une prudence supplémentaire", dit-elle. Sweetman dit que les chercheurs avant le début du bâtiment des montagnes en profondeur doivent cartographier les zones où l'oxygène est produit. Sinon, les écosystèmes qui sont devenus dépendants de cet oxygène pourraient s'effondrer si les tubercules sont retirés. "Si de grandes quantités d'oxygène sont produites, cela peut être important pour les animaux qui y vivent." flux d'oxygène
potentiel électrique
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Sweetman, A. K. et al. Nature Geosci . https://doi.org/10.1038/S41561-024-01480-8 (2024).