Fonte misteriosa de oxigênio descoberta no fundo do mar - pesquisador com perda

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Algo bombeia grandes quantidades de oxigênio no fundo do Oceano Pacífico, em profundidades em que uma completa falta de luz solar torna a fotossíntese impossível.

O fenômeno foi descoberto em uma região coberta com formações antigas do tamanho de uma ameixa, chamadas tubérculos polimetais, que poderiam catalisar a produção de oxigênio, provavelmente promovendo a divisão de moléculas de água. Os resultados são publicados na Nature Geocience 1

"Temos outra fonte de oxigênio no planeta, além da fotossíntese", diz Mitachor Andrew Sweetman, um ecologista marinho da Associação Escocesa de Ciência Marinha em Oban - embora o mecanismo por trás dessa produção de oxigênio continue sendo um mistério. The results could also have an impact on understanding, as life began, he says, as well as the possible effects of Tiefsebergban

A observação é "fascinante", diz Donald Canfield, biogeochimista da Universidade do Sul da Dinamarca em Odense. "Mas acho frustrante porque levanta muitas perguntas e não fornece muitas respostas".

Sweetman e seus funcionários notaram um pouco discrepidos durante o trabalho de campo em 2013. Os pesquisadores examinaram os ecossistemas do fundo do mar nos clarion-clipperton- zone entre o Havaí e o México, que é maior que a Índia e uma meta potencial para a mineração do bulbo rico em metal. Durante essas expedições, a equipe libera um módulo que afunda ao fundo do mar para realizar experimentos automatizados. Lá, o módulo aciona as câmaras cilíndricas para travar pequenas seções do fundo do mar - juntamente com um pouco de água do mar - e criar "um microcosmo fechado do fundo do mar", escrevem os autores. O "Lander" então mede como a concentração de oxigênio na água do mar trancada muda ao longo dos períodos de até vários dias.

fluxos de oxigênio

Sem nenhum organismos fotossintéticos que liberam oxigênio na água e, com qualquer outro organismo que consome o gás, as concentrações de oxigênio dentro das câmaras devem cair lentamente. Sweetman observou isso em estudos que ele fez nas áreas dos oceanos sul, ártico e indiano, bem como no Atlântico. Em todo o mundo, os ecossistemas do fundo do mar devem sua existência ao oxigênio, que é criado por correntes da superfície, e rapidamente morreria se fossem cortados. (A maior parte desse oxigênio vem do Atlântico Norte e é transportada para os oceanos profundos do mundo por uma "correia transportadora global".)

Mas na zona de Clarion Clipperton, os instrumentos mostraram que a água trancada mais rica, não mais pobre, se tornou oxigênio. Primeiro, Sweetman atribuiu as leituras a um erro do sensor. Mas o fenômeno ocorreu repetidamente durante as seguintes expedições em 2021 e 2022 e foi confirmado por medições com uma tecnologia alternativa. "De repente, percebi que havia ignorado esse novo processo potencialmente incrível, 4.000 metros de profundidade no fundo do mar por oito anos", diz Sweetman.

A quantidade de oxigênio produzida não é baixa: o gás nas câmaras atinge concentrações mais altas do que as em águas superficiais ricas em algas, diz Sweetman. Nenhuma das outras regiões que Sweetman examinou continha tubérculos polimetais, o que indica que essas pedras desempenham um papel importante na produção desse "oxigênio escuro".

Como o primeiro teste dessa hipótese, a equipe reproduziu as condições que encontraram no fundo do mar em um laboratório em seu navio. Eles monitoraram amostras que foram coletadas pelos tubérculos polimetais do assoalho do fundo do mar-e descobriram que a concentração de oxigênio aumentava pelo menos temporariamente. "Eles começam a produzir oxigênio a um certo ponto. Então eles param", diz Sweetman - presumivelmente porque a energia que impulsiona as moléculas de água está esgotada. Isso levanta a questão de onde essa energia vem. Se os próprios tubérculos agissem como baterias - energia gerada por uma reação química - eles teriam sido esgotados há muito tempo.

potencial elétrico

Mas os tubérculos podem servir como catalisadores que permitem a divisão da água e a formação de oxigênio molecular. Os pesquisadores mediram tensões na superfície dos tubérculos e encontraram diferenças de tensão de até 0,95 volts. Isso não é totalmente suficiente para os 1,5 volts necessários para dividir uma molécula de água, mas, em princípio, tensões mais altas podem ser geradas, semelhante à como as tensões da bateria podem ser dobradas com a troca de duas baterias em série, diz Sweetman.

O autor do

MIT, Franz Geiger, químico da Northwestern University, em Evanston, Illinois, diz que ainda não está claro se a reação também cria hidrogênio molecular - que é liberado em reações industriais de eletrólise graças a um catalisador - ou prótons na água enquanto está empurrando os elétrons restantes em outro lugar. Mas o entendimento pode, em última análise, ter aplicativos úteis, diz ele. "Talvez haja um plano no fundo do mar que possa nos ajudar a produzir melhores catalisadores".

Eva Stüeken, biogeochimista da Universidade de St. Andrews, Grã -Bretanha, diz que os resultados também podem ter um impacto nas sugestões de procurar uma possível vida no espectro da luz dos planetas extra -solares. "A presença de gás de outros planetas pode ter que ser interpretada com cautela adicional", diz ela.

Sweetman diz que os pesquisadores antes do início do edifício profundo da montanha -mar devem mapear as áreas onde o oxigênio é produzido. Caso contrário, os ecossistemas que se tornaram dependentes desse oxigênio poderiam entrar em colapso se os tubérculos forem removidos. "Se forem produzidas grandes quantidades de oxigênio, isso pode ser importante para os animais que vivem lá".