Być może nie brzmi to sensacyjnie, ale tak naprawdę jest to przełomowe odkrycie. Okazało się, że kamienie na dnie oceanu wytwarzają tlen. Do tej pory uważaliśmy, że mogą to robić tylko żywe organizmy.

Głęboka otchłań oceanu skrywa wiele tajemnic. Międzynarodowy zespół badaczy odkrył, że metaliczne minerały na dnie głębokiego oceanu wytwarzają tlen – 4000 m pod powierzchnią wody.

To zaskakujące odkrycie podważa długo utrzymywane założenie, że tlen na Ziemi wytwarzają tylko żywe organizmy fotosyntetyczne, takie jak rośliny i algi. Teraz jednak okazuje się, że tlen może być również wytwarzany na dnie morskim, tam, gdzie nie może przeniknąć żadne światło.

Odkryty w ten sposób tlen naukowcy nazwali ciemnym tlenem. Znaleziono go na dnie Oceanu Spokojnego. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Nature.

Skąd wziął się na Ziemi tlen?
Tlen jest nam niezbędny do życia, ale życie na Ziemi powstało bez jego udziału. Dopiero sinice, które około 3 mld lat temu podbiły wody na Ziemi, wytworzyły za pomocą fotosyntezy tyle tlenu, że na zawsze zmieniły atmosferę naszej planety.

Aby na planecie mogło powstać życie tlenowe, musiał być tlen, a według naszej wiedzy, zaopatrzenie Ziemi w tlen zaczęło się od organizmów fotosyntetycznych. Jednak teraz wiemy, że tlen jest produkowany w głębinach morskich, gdzie nie ma światła. Myślę, że musimy zatem ponownie rozważyć takie pytania, jak: Gdzie mogło się zacząć życie tlenowe?

– mówi Andrew Sweetman, ze Scottish Association for Marine Science (SAMS), który dokonał odkrycia ciemnego tlenu.

Coś nie do pomyślenia
Sweetman dokonał odkrycia kilka lat temu podczas pobierania próbek dna morskiego w strefie Clarion-Clipperton, podmorskim grzbiecie górskim rozciągającym się na długości około 8000 km wzdłuż północno-wschodniego Oceanu Spokojnego.

Kiedy po raz pierwszy otrzymaliśmy te dane, myśleliśmy, że czujniki są wadliwe, ponieważ każde badanie przeprowadzone kiedykolwiek w głębinach morskich wykazało jedynie zużycie tlenu, a nie jego produkcję. Wracaliśmy do domu i kalibrowaliśmy czujniki, ale w ciągu 10 lat te dziwne odczyty tlenu pojawiały się nadal

– powiedział Sweetman.

Naukowcy postanowili zastosować zestaw innych czujników. Kiedy obie metody dały ten sam wynik, wiedzieli, że są „na tropie czegoś przełomowego i nie do pomyślenia”.

Podwodne geobaterie
Latem 2023 r. Sweetman skontaktował się z Franzem Geigerem z Northwestern University, aby omówić możliwe wyjaśnienia dotyczące źródła tlenu. W swojej poprzedniej pracy Geiger odkrył, że rdza w połączeniu ze słoną wodą może generować elektryczność.

Konkrecje polimetaliczne z manganu.
Naukowcy zastanawiali się, czy polimetaliczne grudki głębinowe wytwarzają wystarczająco dużo elektryczności, aby wytworzyć tlen. Ta reakcja chemiczna jest częścią procesu zwanego elektrolizą wody morskiej, który wyciąga elektrony z atomu tlenu w wodzie.

Aby zbadać tę hipotezę, Sweetman wysłał kilka kilogramów polimetalicznych konkrecji zebranych z dna oceanu do laboratorium Geigera w Northwestern.

Konkrecje polimetaliczne to naturalne złoża minerałów, które tworzą się na dnie oceanu. Są to mieszanki różnych minerałów, konglomeraty wielkości od maleńkich cząstek do przeciętnego ziemniaka. Polimetaliczne konkrecje, które produkują ten tlen, zawierają metale takie jak kobalt, nikiel, miedź, lit i mangan.


Zanieczyściliśmy oceany do tego stopnia, że pojawiło się nowe zagrożenie.

Zaledwie 1,5 volta – takie samo napięcie, jakie ma typowa bateria AA – wystarczy, aby rozdzielić wodę morską na wodór i tlen. Co zadziwiające, zespół zanotował napięcia do 0,95 volta na powierzchni pojedynczych minerałów. A gdy wiele z nich zgrupowano razem, napięcie może być znacznie większe, tak jak w przypadku połączenia szeregowego baterii.

Wygląda na to, że odkryliśmy naturalną geobaterię. Te geobaterie są podstawą możliwego wyjaśnienia produkcji ciemnego tlenu w oceanie

– powiedział Geiger.

Odkrycie to ma ogromne znaczenie dla naszej wiedzy o funkcjonowaniu oceanów i życia w nich. Pokazuje, że ekosystemy morskie są o wiele bardziej złożone i zaskakujące, niż dotychczas sądzono.

Badania te otwierają drzwi do dalszych odkryć i stawiają przed naukowcami nowe pytania. Jakie procesy zachodzą na dnie oceanu? Jakie organizmy żyją w tych ciemnościach i w jaki sposób wykorzystują powstający tam tlen? To tylko niektóre z zagadek, nad którymi z pewnością wkrótce pochyli się świat nauki.

Odkrycie produkcji tlenu na dnie oceanu to nie tylko fascynujący przełom naukowy, ale również ważny sygnał dla ochrony morskich ekosystemów. Działalność człowieka, prowadząca do zanieczyszczenia i zmian klimatu, może zaburzać te delikatne procesy i zagrażać życiu w oceanach. Dlatego tak ważne jest, aby dbać o zdrowie naszych mórz i dbać o ten niezwykły, tętniący życiem świat.