Titokzatos oxigénforrás, amelyet a tengerfenéken fedeztek fel - Kutató veszteséggel
Titokzatos oxigénforrás, amelyet a tengerfenéken fedeztek fel - Kutató veszteséggel
A megfigyelés "lenyűgöző" - mondja Donald Canfield, a dél -dán egyetem biogeokimista Odense -ben. "De frusztrálónak tartom, mert sok kérdést vet fel, és nem ad nagyon sok választ."
Sweetman és alkalmazottai kissé eltérően észrevették a 2013-as terepi munka során. A kutatók a tengerfenék ökoszisztémáit vizsgálták a Clarion-clipperton-zone Hawaii és Mexikó között, amely nagyobb, és potenciális cél a fémgazdálkodó bányászat bányászatához. Az ilyen expedíciók során a csapat kiad egy modult, amely a tengerfenékre süllyed az automatizált kísérletek elvégzése érdekében. Ott a modul lehajtja a hengeres kamrákat, hogy a tengerfenék kis részeit - egy kis tengervízzel együtt - bezárja, és létrehozzák a „A tengerfenék zárt mikrokozmoszát” - írják a szerzők. A "Lander" ezután megméri, hogy a zárt tengervíz oxigénkoncentrációja hogyan változik több napos időtartamra.
oxigénáramok
olyan fotoszintézis organizmusok nélkül, amelyek az oxigént felszabadítják a vízbe, és bármely más olyan szervezetnél, amely a gázt fogyasztja, a kamrákban az oxigénkoncentrációk lassan csökkennek. Sweetman ezt megfigyelte a déli, sarkvidéki és indiai óceánok, valamint az Atlanti -óceán területein végzett tanulmányokban. A tengerfenék -ökoszisztémák világszerte tartoznak az oxigénnek, amelyet a felszínről származó áramok nevelnek fel, és gyorsan meghalnak, ha levágják őket. (Ennek az oxigénnek a nagy részét Észak -Atlanti -óceánból származik, és a világ mély óceánjaiba egy "globális szállítószalag" szállítják.)
De a Clarion Clipperton zónában a műszerek azt mutatták, hogy a zárt víz gazdagabb, nem szegényebbé vált. Először Sweetman a leolvasásokat érzékelő hibának tulajdonította. A jelenség azonban újra és újra megtörtént a következő 2021 -es és 2022 -es expedíciók során, és egy alternatív technológiával végzett mérések megerősítették. "Hirtelen rájöttem, hogy figyelmen kívül hagytam ezt a potenciálisan csodálatos új folyamatot, amely nyolc évig 4000 méter mély a tengerfenéken" - mondja Sweetman.
<ábra class = "ábra">Ennek a hipotézisnek az első teszteként a csapat reprodukálta azokat a feltételeket, amelyeket a tengerfenéken találtak a hajójuk laboratóriumában. Megfigyelték a tengerfenék által összegyűjtött mintákat, beleértve a polimetális gumók is, és megállapították, hogy az oxigénkoncentráció legalább ideiglenesen növekedett. "Egy bizonyos pontig elkezdenek oxigént termelni. Aztán leállnak" - mondja Sweetman - feltehetően azért, mert a vízmolekulákat hajtó energia kimeríti. Ez felveti a kérdést, hogy honnan származik ez az energia. Ha maguk a gumók akkumulátorként működnének - egy kémiai reakció által generált energia -, régen kimerültek volna.
Elektromos potenciál
De a gumók katalizátorokként szolgálhatnak, amelyek lehetővé teszik a víz megosztását és a molekuláris oxigén képződését. A kutatók mérik a feszültségeket a gumók felületén, és akár 0,95 volt feszültségbeli különbségeket találtak. Ez nem teljesen elegendő az 1,5 voltoshoz, amelyre szükség van a vízmolekula felosztásához, de elvileg nagyobb feszültségeket lehet létrehozni, hasonlóan ahhoz, hogy az akkumulátor feszültsége két elemben két akkumulátor váltásával megduplázódjon - mondja Sweetman.
MIT szerző, Franz Geiger, az Illinois állambeli Evanstoni Northwestern Egyetem kémikusa azt mondja, hogy továbbra sem világos, hogy a reakció molekuláris hidrogént is létrehoz -e - amelyet az ipari elektrolízis reakcióiban felszabadítanak a katalizátornak - vagy a vízben lévő protonoknak köszönhetően, miközben a fennmaradó elektronokat másutt tolja. De a megértésnek végül hasznos alkalmazásai lehetnek - mondja. "Talán van egy terv a tengerfenéken, amely segíthet nekünk jobb katalizátorok előállításában."
Eva Stüeken, a Nagy -Britanniában, a Szent Andrews Egyetem biogeokimista, azt mondja, hogy az eredmények befolyásolhatják az extrasoláris bolygók könnyű spektrumának lehetséges életének megkeresését. "Az O 2 gáz jelenlétét más bolygókon lehet további óvatossággal értelmezni" - mondja.
Sweetman szerint a kutatóknak a mély -alsó hegyi épület megkezdése előtt meg kell térképezni azokat a területeket, ahol oxigén termel. Ellenkező esetben az oxigéntől függő ökoszisztémák összeomlanak, ha a gumókat eltávolítják. "Ha nagy mennyiségű oxigént termelnek, ez fontos lehet az ott élő állatok számára."
-
sweetman, A. K. et al. Nature Geosci . https://doi.org/10.1038/S41561-024-01480-8 (2024).