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"Abbiamo un'altra fonte di ossigeno sul pianeta, a parte la fotosintesi", afferma lo studio Mitachor Andrew Sweetman, un ecologo del pavimento marino della Scottish Association for Marine Science a Oban, sebbene il meccanismo alla base di questa produzione di ossigeno rimanga un mistero. I risultati potrebbero anche avere un impatto sulla comprensione, quando è iniziata la vita, dice, nonché i possibili effetti di Tiefsebergban

L'osservazione è "affascinante", afferma Donald Canfield, biogeochimista presso l'Università del South Danimarca di Odense. "Ma lo trovo frustrante perché solleva molte domande e non fornisce molte risposte."

Sweetman e i suoi dipendenti hanno notato in qualche modo discrepanza durante il lavoro sul campo nel 2013. I ricercatori hanno esaminato gli ecosistemi del pavimento marino nei dati Clarion-Clipperton-Zone tra le Hawaii e il Messico, che è più grande dell'India e un potenziale obiettivo per l'estrazione del bulbo-metallo. Durante tali spedizioni, il team rilascia un modulo che affonda sul fondo del mare per eseguire esperimenti automatizzati. Lì il modulo guida le camere cilindriche per bloccare piccole sezioni del fondo del mare - insieme a un po 'di acqua di mare - e creare "un microcosmo chiuso del fondo del mare", scrivono gli autori. Il "Lander" misura quindi come la concentrazione di ossigeno nell'acqua di mare chiusa cambia nel periodo di tempo fino a diversi giorni.

flussi di ossigeno

Senza alcun organismi fotosintetici che rilasciano ossigeno nell'acqua e con qualsiasi altro organismo che consuma il gas, le concentrazioni di ossigeno all'interno delle camere dovrebbero cadere lentamente. Sweetman lo ha osservato negli studi che ha fatto nelle aree degli oceani meridionali, artici e indiani, nonché nell'Atlantico. Gli ecosistemi in tutto il mondo, i pavimenti in mare devono la loro esistenza all'ossigeno, che è allevato dalle correnti dalla superficie e morirebbe rapidamente se fossero tagliati. (La maggior parte di questo ossigeno proviene dal Nord Atlantico e viene trasportato negli oceani profondi del mondo da un "nastro trasportatore globale".)

Ma nella zona di Clarion Clipperton, gli strumenti hanno mostrato che l'acqua bloccata più ricca, non più povera, divenne ossigeno. Innanzitutto, Sweetman ha attribuito le letture a un errore del sensore. Ma il fenomeno si è verificato più e più volte durante le seguenti spedizioni nel 2021 e nel 2022 ed è stato confermato da misurazioni con una tecnologia alternativa. "All'improvviso mi sono reso conto di aver ignorato questo nuovo processo potenzialmente sorprendente, profondo 4.000 metri sul fondo del mare per otto anni", afferma Sweetman.

La quantità di ossigeno prodotta non è bassa: il gas nelle camere raggiunge concentrazioni più alte di quella nelle acque superficiali ricche di alghe, afferma Sweetman. Nessuna delle altre regioni che Sweetman ha esaminato conteneva tuberi polimetali, il che indica che queste pietre svolgono un ruolo importante nella produzione di questo "ossigeno scuro".

Come primo test di questa ipotesi, il team ha riprodotto le condizioni che hanno trovato sul fondo del mare in un laboratorio sulla loro nave. Hanno monitorato i campioni raccolti dal pavimento del mare, incluso i tuberi polimetali e hanno scoperto che la concentrazione di ossigeno è aumentata almeno temporaneamente. "Iniziano a produrre ossigeno fino a un certo punto. Poi si fermano", dice Sweetman - presumibilmente perché l'energia che guida le molecole d'acqua è esaurita. Questo solleva la questione da dove provenga questa energia. Se i tuberi stessi agissero come batterie - energia generata da una reazione chimica - sarebbero state esaurite molto tempo fa.

potenziale elettrico

Ma i tuberi potrebbero fungere da catalizzatori che consentono la divisione dell'acqua e la formazione di ossigeno molecolare. I ricercatori hanno misurato le tensioni sulla superficie dei tuberi e hanno trovato differenze di tensione fino a 0,95 volt. Questo non è del tutto sufficiente per gli 1,5 volt che sono necessari per dividere una molecola d'acqua, ma in linea di principio si possono generare tensioni più elevate, in modo simile a come le sollecitazioni della batteria possono essere raddoppiate cambiando due batterie in serie, afferma Sweetman.

L'autore del MIT Franz Geiger, un chimico della Northwestern University di Evanston, nell'Illinois, afferma che non è ancora chiaro se la reazione crea anche idrogeno molecolare - che viene rilasciato nelle reazioni di elettrolisi industriale grazie a un catalizzatore - o protoni nell'acqua mentre sta spingendo gli elettroni rimanenti altrove. Ma la comprensione potrebbe in definitiva avere applicazioni utili, dice. "Forse c'è un progetto sul fondo del mare che potrebbe aiutarci a produrre catalizzatori migliori."

Eva Stüeken, biogeochimista presso l'Università di St Andrews, in Gran Bretagna, afferma che i risultati potrebbero anche avere un impatto sui suggerimenti per cercare possibili vita nello spettro leggero dei pianeti extrasolari. "La presenza di gas O 2 su altri pianeti potrebbe dover essere interpretata con ulteriore cautela", afferma.

Sweetman afferma che i ricercatori prima dell'inizio dell'edificio Deep -Sea Mountain dovrebbero mappare le aree in cui viene prodotto l'ossigeno. Altrimenti, gli ecosistemi che sono diventati dipendenti da questo ossigeno potrebbero crollare se i tuberi vengono rimossi. "Se vengono prodotte grandi quantità di ossigeno, questo può essere importante per gli animali che vivono lì."