Wetenschappers hebben ‘donkere zuurstof’ ontdekt die zonder licht in de diepzee wordt geproduceerd

Bo Parker Jorgensen, een mariene biochemicus die niet bij het onderzoek betrokken was maar de studie aan collegiale toetsing heeft onderworpen, zei in een interview dat het een “zeer ongebruikelijke bevinding” was.

De bevindingen kunnen gevolgen hebben voor de diepzeemijnbouw, waardoor spelers de diepten van de oceaan kunnen verkennen en mineralen kunnen terugwinnen die polymetallische knobbeltjes vormen. Dergelijke mineralen Beschouwd als cruciaal voor de groene energietransitie. Milieuactivisten en anderen Wetenschappers geloven Diepzeemijnbouw is gevaarlijk Omdat het ecosystemen op onvoorspelbare manieren kan ontwrichten en het vermogen van de oceaan om de klimaatverandering te helpen beheersen, kan aantasten. Het onderzoek werd gefinancierd door organisaties die betrokken zijn bij mijnbouwonderzoek op de zeebodem.

Toen Andrew Sweetman, hoofdauteur van het onderzoek, in 2013 voor het eerst ongebruikelijke zuurstofmetingen vanaf de bodem van de Stille Oceaan registreerde, dacht hij dat zijn onderzoeksapparatuur niet goed functioneerde.

“Ik zei eigenlijk tegen mijn studenten: stop de sensoren terug in de doos. We sturen ze terug naar de fabrikant en ze worden getest omdat ze er stom uitzien”, zegt Sweetman, voorzitter van de Coastal Ecology and Biochemistry Research Group van de Scottish Association. voor Mariene Wetenschappen. vertelde CNN. “Elke keer als de fabrikant terugkomt: ‘Ze werken. Ze zijn gekalibreerd.’

In 2021 en 2022 keerden Sweetman en zijn team terug naar de Clarion-Clipperton-zone, waarvan bekend is dat deze het grootste aantal polymetallische knobbeltjes in de centrale Stille Oceaan bevat. In de hoop dat de sensoren zouden werken, lieten ze het apparaat, dat kleine dozen in het sediment plaatst, ruim 4.000 meter zakken. De dozen bleven daar 47 uur staan, voerden experimenten uit en maten de hoeveelheid zuurstof die werd verbruikt door de microben die daar leefden.

In plaats van dat het zuurstofniveau daalde, ging het juist omhoog, wat erop wijst dat er meer zuurstof werd geproduceerd dan verbruikt.

Onderzoekers veronderstellen dat het de elektrochemische activiteit van verschillende metalen is die polymetallische knobbeltjes vormen. Degenen die verantwoordelijk zijn voor de zuurstofproductie – gemeten door sensoren – zoals een batterij waarbij elektronen van de ene elektrode naar de andere stromen, waardoor een stroom ontstaat, zei Tobias Hahn, een van de co-auteurs van het onderzoek, in een interview.

Deze hypothese zou een laag toevoegen aan ons begrip van hoe het leven onder de zee evolueerde, zei Hahn, die zich specifiek concentreerde op de sensoren die in de sonde-experimenten werden gebruikt. “Omdat zuurstof via fotosynthese naar de aarde werd gebracht, dachten we dat het leven op aarde begon toen de fotosynthese begon. In feite leverde dit elektrochemische proces van het splitsen van water in zuurstof en waterstof zuurstof aan de oceaan”, zei hij.

“Dit zou een soort gamechanger kunnen zijn in het verhaal van hoe het leven begon”, voegde hij eraan toe.

A Persbericht over het onderzoek De bevindingen van het onderzoek ‘dringen de lang gekoesterde aannames in twijfel dat alleen fotosynthetische organismen zoals planten en algen zuurstof op aarde produceren’, zei hij.

Maar als de ontdekking wordt bevestigd, zei Franz Geiger, “moeten we heroverwegen hoe we kobalt, nikkel, koper, lithium en mangaan onder water winnen, zodat we de zuurstofbron voor het leven in de diepzee niet uitputten.” , hoogleraar scheikunde aan de Northwestern University en een van de co-auteurs van het onderzoek, in de publicatie.

Onderzeese mijnbouw in de jaren tachtig dient als een waarschuwend verhaal, zei Geiger. Toen mariene biologen tientallen jaren later dergelijke locaties bezochten, “ontdekten ze dat zelfs de bacteriën niet waren teruggevonden.” Maar in de niet-gemijnde gebieden ‘gedijde het zeeleven’.

“Waarom dergelijke ‘dode zones’ tientallen jaren blijven bestaan, is nog steeds onbekend’, zei hij. Maar de realiteit is dat mijnbouw op de zeebodem in gebieden met overvloedige polymetaalknollen bijzonder schadelijk is, zei hij, omdat die gebieden een grotere faunadiversiteit hebben dan ‘zeer diverse tropische regenwouden’.

Hoewel de studie wijst op een interessant nieuw pad om het leven onder zee in stand te houden, blijven er nog veel vragen bestaan, zei Hahn. We weten niet hoeveel ‘donkere zuurstof’ door dit proces kan worden geproduceerd, hoe het de polymetallische knobbeltjes beïnvloedt, of hoeveel knobbeltjes er nodig zijn om de zuurstofproductie te activeren, zei hij.

Hoewel de onderzoeksmethodologie solide is, “is er een gebrek aan begrip van wat er aan de hand is en wat voor soort proces het is”, zei Parker Jorgensen.