Sursa misterioasă de oxigen descoperită pe fundul mării - cercetător în pierdere
Sursa misterioasă de oxigen descoperită pe fundul mării - cercetător în pierdere
Ceva pompează cantități mari de oxigen pe partea de jos a Oceanului Pacific, în adâncimi în care o lipsă completă de lumina soarelui face imposibilă fotosinteza.
Fenomenul a fost descoperit într-o regiune care este acoperită cu formațiuni vechi, de dimensiuni de prune, numite tuberculi polimetali care ar putea cataliza producția de oxigen prin promovarea probabil a divizării moleculelor de apă. Rezultatele sunt publicate în Nature Geoscience Observația este „fascinantă”, spune Donald Canfield, biogeochimist la Universitatea din Danemarca de Sud din Odense. „Dar mi se pare frustrant pentru că ridică o mulțime de întrebări și nu oferă foarte multe răspunsuri”. Sweetman și angajații săi au observat oarecum discrepanți în timpul lucrărilor de teren în 2013. Cercetătorii au examinat ecosistemele de pe fundul mării în Clarion-Clipperton-Zone între Hawaii și Mexic, care este mai mare decât India și un obiectiv potențial pentru extragerea unor bec bogate în metale. În timpul unor astfel de expediții, echipa eliberează un modul care se scufundă pe fundul mării pentru a efectua experimente automate. Acolo modulul conduce camerele cilindrice în jos pentru a bloca mici secțiuni ale fundului mării - împreună cu puțină apă de mare - și pentru a crea „un microcosmos închis al fundului mării”, scriu autorii. „Lander” măsoară apoi modul în care concentrația de oxigen în apa de mare încuiată se schimbă pe perioade de timp de până la câteva zile. fără organisme fotosintetice care eliberează oxigen în apă și, cu orice alt organism care consumă gazul, concentrațiile de oxigen din camere ar trebui să scadă încet. Sweetman a observat acest lucru în studiile pe care le -a făcut în zonele oceanelor din sud, arctice și indiene, precum și în Atlantic. La nivel mondial, ecosistemele din fundul mării își datorează existența oxigenului, care este adus de curenți de la suprafață și ar muri rapid dacă ar fi tăiate. (Cea mai mare parte a acestui oxigen provine din Atlanticul de Nord și este transportat la oceanele adânci ale lumii de către o „bandă transportoare globale”.) Dar în Zona Clipperton Clarion, instrumentele au arătat că apa încuiată mai bogată, nu mai săracă, au devenit oxigen. În primul rând, Sweetman a atribuit citirile unei erori de senzor. Dar fenomenul a avut loc din nou și din nou în timpul expedițiilor următoare în 2021 și 2022 și a fost confirmat prin măsurători cu o tehnologie alternativă. „Deodată mi -am dat seama că am ignorat acest nou proces potențial uimitor, la 4.000 de metri adâncime pe fundul mării timp de opt ani”, spune Sweetman. Cantitatea de oxigen produsă nu este scăzută: gazul din camere atinge concentrații mai mari decât cele din apele de suprafață alge, spune Sweetman. Niciuna dintre celelalte regiuni pe care Sweetman le -a examinat nu conținea tuberculi polimetali, ceea ce indică faptul că aceste pietre joacă un rol important în producerea acestui „oxigen întunecat”. ca primul test al acestei ipoteze, echipa a reprodus condițiile pe care le -au găsit pe fundul mării într -un laborator de pe nava lor. Au monitorizat probe care au fost colectate de tuberculii polimetali incluzând fundul mării și au descoperit că concentrația de oxigen a crescut cel puțin temporar. „Încep să producă oxigen până la un anumit punct. Apoi se opresc”, spune Sweetman - probabil pentru că energia care conduce moleculele de apă este epuizată. Acest lucru ridică întrebarea de unde provine această energie. Dacă tuberculii înșiși ar acționa ca baterii - energie generată de o reacție chimică - ar fi fost epuizați cu mult timp în urmă. Dar tuberculii ar putea servi ca catalizatori care permit împărțirea apei și formarea de oxigen molecular. Cercetătorii au măsurat tensiunile pe suprafața tuberculilor și au găsit diferențe de tensiune de până la 0,95 volți. Acest lucru nu este în întregime suficient pentru 1,5 volți care trebuie să împartă o moleculă de apă, dar, în principiu, s -ar putea genera tensiuni mai mari, similar cu modul în care tensiunile bateriei pot fi dublate prin comutarea a două baterii în serie, spune Sweetman. autorul MIT, Franz Geiger, un chimist la Northwestern University din Evanston, Illinois, spune că încă nu este clar dacă reacția creează și hidrogen molecular - care este eliberat în reacții de electroliză industrială datorită unui catalizator - sau protoni în apă, în timp ce împinge electronii rămași în altă parte. Dar înțelegerea ar putea avea în cele din urmă aplicații utile, spune el. „Poate că există un model pe fundul mării care ne -ar putea ajuta să producem catalizatori mai buni”. Eva Stüeken, biogeochimist la Universitatea din St Andrews, Marea Britanie, spune că rezultatele ar putea avea un impact asupra sugestiilor pentru a căuta o viață posibilă în spectrul ușor al planetelor extrasolare. „Prezența lui O 2 pe alte planete poate fi interpretată cu precauție suplimentară”, spune ea. Sweetman spune că cercetătorii înainte de începerea clădirii de munte adânci ar trebui să cartoneze zonele în care se produce oxigen. În caz contrar, ecosistemele care au devenit dependente de acest oxigen s -ar putea prăbuși dacă tuberculii sunt îndepărtați. „Dacă se produc cantități mari de oxigen, acest lucru poate fi important pentru animalele care trăiesc acolo”. fluxuri de oxigen
potențial electric
-
sweetman, A. K. și colab. Nature Geosci . https://doi.org/10.1038/S41561-024-01480-8 (2024).