Zespół naukowców pod kierownictwem profesora Andrew Sweetmana ze Scottish Association for Marine Science (SAMS) dokonał przełomowego odkrycia, które podważa dotychczasowy konsensus naukowy dotyczący produkcji tlenu. Badania, opublikowane w „Nature Geoscience”, wykazały, że tlen może być produkowany w całkowitej ciemności na dnie oceanu, co zmienia nasze postrzeganie początków życia na Ziemi.
Odkrycie, które zmienia paradygmat
Dotychczas uważano, że tlen powstaje wyłącznie w procesie fotosyntezy, wymagającej światła, jak w przypadku roślin czy alg. Jednak badania prowadzone w strefie Clarion-Clipperton na dnie Pacyfiku na głębokości 4000 metrów wykazały, że tlen może być wytwarzany w warunkach całkowitej ciemności.
Prof. Sweetman podkreśla znaczenie tego odkrycia: „Nasze zrozumienie początków życia na Ziemi opierało się na założeniu, że tlen został po raz pierwszy wyprodukowany przez organizmy fotosyntetyczne. Teraz wiemy, że tlen może być produkowany w głębinach oceanu, co zmusza nas do ponownego przemyślenia, gdzie mogło rozpocząć się życie tlenowe.”
Badania skupiały się na konkrecjach manganowych – formacjach mineralnych występujących na dnie oceanu, zawierających metale, takie jak mangan, nikiel i kobalt. Naukowcy odkryli, że konkrecje te mogą generować wysoki ładunek elektryczny, prowadzący do elektrolizy wody morskiej i rozkładu na tlen i wodór.
Wystarczy napięcie rzędu 1,5 V – porównywalne z typową baterią AA – aby doszło do tego procesu. Badania wykazały, że napięcia na powierzchni niektórych konkrecji osiągały 0,95 V, co sugeruje, że większe skupiska tych formacji mogą generować wystarczające napięcia do produkcji tlenu.
Wyzwania dla górnictwa głębinowego
Eksperymenty związane z „Ciemnym Tlenem” mają również znaczenie dla planów eksploatacji głębinowych zasobów mineralnych. Sedimentacja i smothering (duszenie) wywołane górnictwem mogą zakłócać procesy związane z produkcją tlenu. „Te konkrecje to w zasadzie baterie w formie skał. Musimy dokładnie przemyśleć, jak prowadzić wydobycie, nie zakłócając tego procesu” – zauważył prof. Sweetman. Odkrycie rodzi wiele pytań, które wymagają dalszych badań. Wcześniejsze oceny obszarów chronionych wokół strefy Clarion-Clipperton mogą wymagać rewizji, ponieważ wcześniej nie uwzględniano dowodów na produkcję tlenu.
Znaczenie dla astrobiologii i zrozumienia życia
Odkrycie „Ciemnego Tlenu” ma potencjalne implikacje dla astrobiologii i poszukiwań życia na innych planetach. Jeśli tlen może być produkowany w ciemności, otwiera to nowe możliwości dla istnienia życia w ekstremalnych warunkach. NASA już wyraziła zainteresowanie badaniem tego zjawiska w kontekście przyszłych misji kosmicznych.
SAMS określa to odkrycie jako jedno z najważniejszych w ostatnich latach. Prof. Nicholas Owens, dyrektor SAMS, podsumował: „Odkrycie produkcji tlenu w procesie niezwiązanym z fotosyntezą zmusza nas do przemyślenia, jak mogła wyglądać ewolucja życia na Ziemi. Być może istnieje alternatywne źródło tlenu, które zmienia dotychczasowe założenia o początkach życia.”
Do badań wykorzystano autonomiczne lądowniki zdolne do pracy na głębokościach do 11 000 metrów. Ich zadaniem było nie tylko potwierdzenie obecności tlenu wytwarzanego w głębinach, ale także zbadanie roli wodoru jako potencjalnego źródła energii dla mikroorganizmów żyjących na dnie oceanu.
artykuł źródłowy: SAMS
Poniżej film o odkryciu ze strony SAMS
