Záhadný zdroj kyslíka objavený na morskom dne - výskumný pracovník so stratou
Záhadný zdroj kyslíka objavený na morskom dne - výskumný pracovník so stratou
Niečo čerpá veľké množstvo kyslíka na spodnej časti Tichého oceánu v hĺbkach, v ktorých úplný nedostatok slnečného svetla znemožňuje fotosyntézu.
Fenomén bol objavený v oblasti, ktorá je pokrytá starými formáciami slivky nazývaných polymetálne hľuzy, ktoré by mohli katalyzovať produkciu kyslíka pravdepodobne podporovaním rozdelenia molekúl vody. Výsledky sú uverejnené v Nature Geoscience
1 "
"Máme na planéte ďalší zdroj kyslíka, okrem fotosyntézy," hovorí Study Mitachor Andrew Sweetman, ekológ morských poschodí v Scottish Association for Morine Science v Obane - hoci mechanizmus tejto výroby kyslíka zostáva záhadou. Výsledky by mohli mať vplyv aj na pochopenie, keď sa začal život, hovorí, ako aj možné účinky tefsebergban
Pozorovanie je „fascinujúce“, hovorí Donald Canfield, biogeochimista na University of South Denmark v Odense. „Ale považujem to za frustrujúce, pretože to vyvoláva veľa otázok a neposkytuje veľa odpovedí.“ Sweetman a jeho zamestnanci si všimli počas terénnej práce v roku 2013 trochu nezrovnateľné. Vedci skúmali ekosystémy na morskom dne v Clarion-clipperton-zone Medzi Havajom a Mexikom, ktorý je väčší ako India a potenciálny cieľ pre ťažbu kovovo-rich žiarovky. Počas týchto expedícií tím uvoľňuje modul, ktorý sa ponorí na morské dno, aby uskutočnil automatizované experimenty. Tam modul poháňa valcové komory, aby uzamkli malé úseky morského dna - spolu s malou morskou vodou - a vytvorili „uzavretý mikrokozmos morského dna“, autori píšu. „Lander“ potom meria, ako sa koncentrácia kyslíka v uzamknutej morskej vode mení v časových obdobiach až niekoľko dní. Bez fotosyntetických organizmov, ktoré uvoľňujú kyslík do vody, a s akýmkoľvek iným organizmom, ktorý spotrebúva plyn, by koncentrácie kyslíka v komorách mali pomaly klesať. Sweetman to v štúdiách pozoroval, že robil v oblastiach južných, Arktídy a Indických oceánov, ako aj v Atlantiku. Ekosystémy na celom svete dlhujú svoju existenciu kyslíku, ktorý vyraďujú prúdy z povrchu, a ak by boli odrezané, rýchlo by zomreli. (Väčšina z tohto kyslíka pochádza zo severného Atlantiku a je prepravená do hlbokých oceánov sveta „globálnym dopravným pásom“.) Ale v zóne Clarion Clipperton tieto nástroje ukázali, že uzamknutá voda bohatšia, nie chudobnejšia, sa stala kyslíkom. Po prvé, Sweetman pripisoval hodnotenia chybe senzora. Tento jav sa však vyskytol znova a znova počas nasledujúcich expedícií v rokoch 2021 a 2022 a bol potvrdený meraniami alternatívnou technológiou. „Zrazu som si uvedomil, že som ignoroval tento potenciálne úžasný nový proces, 4 000 metrov hlboko na morskom dne osem rokov,“ hovorí Sweetman. Množstvo vyrobeného kyslíka nie je nízke: plyn v komorách dosahuje koncentrácie vyššie ako v povrchových vodách bohatých rias, hovorí Sweetman. Žiadny z ďalších regiónov, ktoré Sweetman skúmal, neobsahoval polymové hľuzy, čo naznačuje, že tieto kamene hrajú dôležitú úlohu pri výrobe tohto „tmavého kyslíka“. Ako prvý test tejto hypotézy tím reprodukoval podmienky, ktoré našli na morskom dne v laboratóriu na svojej lodi. Monitorovali vzorky, ktoré boli odobraté polymetálnymi hľúzami v morskom dne, a zistili, že koncentrácia kyslíka sa zvýšila aspoň dočasne. „Začínajú vyrábať kyslík do určitého bodu. Potom sa zastavia,“ hovorí Sweetman - pravdepodobne preto, že energia, ktorá poháňa molekuly vody, je vyčerpaná. To vyvoláva otázku, odkiaľ pochádza táto energia. Keby samotné hľuzy pôsobili ako batérie - energia generovaná chemickou reakciou - boli by už dávno vyčerpané. Ale hľuzy by mohli slúžiť ako katalyzátory, ktoré umožňujú rozdelenie vody a tvorbu molekulárneho kyslíka. Vedci merali napätie na povrchu hľuzy a zistili rozdiely v napätí až do 0,95 voltov. To nie je úplne dostatočné pre 1,5 volt, ktorý je potrebný na rozdelenie molekuly vody, ale v zásade by sa dalo generovať vyššie napätie, podobne ako napríklad napätie batérie prepínaním dvoch batérií v sérii, hovorí Sweetman. Eva Stüeken, biogeochimistka na University of St. Andrews vo Veľkej Británii, hovorí, že výsledky by mohli mať tiež vplyv na návrhy na hľadanie možného života v svetelnom spektre extrasolárnych planét. „Prítomnosť plynu O 2 na iných planétach môže byť potrebné interpretovať s ďalšou opatrnosťou,“ hovorí. Sweetman hovorí, že vedci pred začiatkom hĺbkovej horskej budovy by mali zmapovať oblasti, kde sa vyrába kyslík. V opačnom prípade by sa ekosystémy, ktoré sa stali závislými od tohto kyslíka, mohli zrútiť, ak sa hľuzy odstránia. „Ak sa vyrábajú veľké množstvo kyslíka, môže to byť dôležité pre zvieratá, ktoré tam žijú.“ Toky kyslíka
Elektrický potenciál
-
Sweetman, A. K. et al. Nature geosci . https://doi.org/10.1038/s41561-024-01480-8 (2024).