Wat is de ‘donkere zuurstof’ die 4.000 meter onder de zee wordt aangetroffen? | Wetenschaps- en technologienieuws

uitlegger

Wetenschappers hebben bewijs gevonden dat wijst op een extra bron van zuurstof, wat vragen oproept over de oorsprong van het leven op aarde.

Decennia lang hebben wetenschappers getheoretiseerd over donkere materie, waarvan wordt gedacht dat ze sterrenstelsels bij elkaar houden met hun zwaartekracht. Het mysterie van donkere materie gaat door en nu hebben wetenschappers op de bodem van de oceaan ontdekt wat zij donkere zuurstof noemen.

nieuw Stadion Een studie gepubliceerd in Nature Geoscience, een tijdschrift gewijd aan geowetenschappelijk onderzoek, toonde aan dat zuurstof vrijkomt uit minerale afzettingen op 4.000 meter (ongeveer 13.000 voet) onder het oceaanoppervlak in de Clarion-Clipperton Zone (CCZ) in de Stille Oceaan. De diepte van het gebied bedraagt ​​ongeveer de helft van de lengte van de hoogste top van de Mount Everest.

De studie, uitgevoerd door Andrew Sweetman, professor aan de Scottish Marine Science Society en hoofd van het onderzoeksteam voor mariene ecologie en biochemie van de zeebodem, levert bewijs voor een extra bron van zuurstof op de planeet naast zuurstof uit fotosynthese.

Tot nu toe hebben wetenschappers goed begrepen dat de enige zuurstofbron op aarde fotosynthetische organismen zijn, zoals planten en algen, die zuurstof produceren zodat mensen en andere dieren kunnen ademen.

Dus wat is de betekenis van deze nieuw ontdekte donkere zuurstof, en welke vragen roept het op over de oorsprong van het leven op aarde?

Wat is donkere zuurstof?

In de Clarion-Clipperton Zone, die zich uitstrekt over 4,5 miljoen vierkante kilometer (1,7 miljoen vierkante mijl) in de Stille Oceaan, bevinden zich steenkoolachtige minerale gesteenten, polyminerale knobbeltjes genoemd, die doorgaans mangaan en ijzer bevatten. Wetenschappers hebben ontdekt dat deze knobbeltjes zuurstof produceren zonder fotosynthese.

De aanwezigheid van zuurstofproducerende mineralen in de duisternis van de zeebodem kan de kijk van wetenschappers op hoe het leven op aarde ontstond veranderen.

“Een andere implicatie van dit onderzoek is dat het licht kan werpen op waar het leven op aarde begon. Deze ontdekking heeft aangetoond dat er lang geleden mogelijk een andere bron van zuurstof is geweest en dat aërobisch leven, of leven dat zuurstof ademt, al eerder heeft voortgeduurd. de komst van fotosynthese.” En als dit op onze planeet gebeurt, zou het dan ook op andere planeten kunnen gebeuren”, zei Sweetman in een SAMS-video.

Hoe vonden ze donkere zuurstof?

Deze ontdekking komt meer dan tien jaar nadat de bron van donkere zuurstof zelf werd gevonden. De onderzoeksmissie die in 2013 werd uitgevoerd, had tot doel inzicht te krijgen in de hoeveelheid zuurstof die wordt verbruikt door organismen op de zeebodem in het Clarion Clear-gebied.

Landers, mechanische platforms die in vrije val naar de zeebodem kunnen vallen, werden naar een diepte van 4.000 meter (13.000 voet) gestuurd om te volgen hoe het zuurstofniveau in het water afneemt met de diepte.

Maar wat de onderzoekers ontdekten was dat het zuurstofniveau op de bodem van de oceaan steeg.

Dit verraste Sweetman en zijn team. Tot nu toe geloofden wetenschappers dat de zuurstof die beschikbaar is in de diepe oceaan afkomstig is van de bovenste oceaan en het land, en wordt geproduceerd door planten, plankton en algen met behulp van fotosynthese.

Als gevolg hiervan neemt het zuurstofniveau gewoonlijk af naarmate we dieper gaan, maar in dit geval niet.

Sweetman dacht dat zijn meetapparatuur defect was, dus kalibreerde hij de apparatuur opnieuw en herhaalde het experiment gedurende vele jaren verschillende keren – met dezelfde resultaten.

Door verdere experimenten door de jaren heen ontdekten ze dat de mangaanknobbeltjes de bron waren van de zuurstofproductie. Ze brachten deze knobbeltjes terug naar het schip om te testen en merkten dat ze een elektrische lading droegen die equivalent was aan een AA-batterij.

Een proces dat bekend staat als zeewaterelektrolyse zorgt ervoor dat een elektrische lading zeewater splitst in waterstof en zuurstof. Ze observeerden dit in hun laboratoriumexperimenten.

Wat is het belang van deze ontdekking?

Wetenschap is gebaseerd op verificatieprincipes, dus deze resultaten zullen moeten worden bevestigd door andere onafhankelijke experimenten.

Maar onderzoek door Sweetman en zijn team suggereert dat sommige mineralen zuurstof produceren zonder gebruik te maken van zonlicht.

“Het feit dat er naast de fotosynthese nog een andere bron van zuurstof op deze planeet is, heeft zeer diepgaande gevolgen”, zegt Nick Owens, directeur van de American Oxygen Society.

De ontdekking benadrukt ook de noodzaak om omgevingen te beschermen die zelf zuurstof produceren, aldus de onderzoekers die deze ontdekking hebben gedaan.

“Om een ​​groene economie te bevorderen, moeten we mineralen uit de grond halen, of misschien wel uit de diepe oceanen”, zegt Sweetman. “Dus wat we hebben ontdekt betekent dat we goed moeten nadenken of de diepzeemijnbouw zal doorgaan , en waar die mijnbouw zou moeten plaatsvinden omdat deze zuurstof waarschijnlijk zal worden gebruikt in welke hoeveelheid het ecosysteem ook produceert.”

Bovendien openen de implicaties van het ontdekken van een andere bron van zuurstofproductie in de diepe oceaan de deuren voor een heroverweging van de manier waarop het leven op aarde is ontstaan.

“Het feit dat er naast fotosynthese nog een andere bron van zuurstof op deze planeet is, heeft zeer diepgaande gevolgen en implicaties,” zei Owens.