Ciemny tlen wytwarzany przez „baterie” głębinowe

Naukowcy odkryli, że w głębinach morskich wytwarzany jest „ciemny tlen”, najwyraźniej w postaci grudek metalu na dnie morskim.

Połowa tlenu, którym oddychamy, pochodzi z oceanu. Jednak jeszcze przed tym odkryciem uważano, że powstaje w wyniku fotosyntezy roślin morskich, co wymaga światła słonecznego.

Tutaj, na głębokości 5 km, gdzie światło słoneczne nie może przeniknąć, tlen wytwarzany jest przez naturalnie występujące metaliczne „guzki”, które rozkładają wodę morską – H2O – na wodór i tlen.

Wiele firm wydobywczych planuje wydobycie tych guzków, gdyż naukowcy zajmujący się morzem mogą zakłócić nowo odkryty proces i zaszkodzić wszelkim organizmom morskim zależnym od wytwarzanego przez nie tlenu.

„Po raz pierwszy zobaczyłem to w 2013 r. – dno morskie w całkowitej ciemności wytwarza ogromne ilości tlenu” – wyjaśnia główny badacz, profesor Andrew Sweetman ze Szkockiego Stowarzyszenia Nauk o Morzu. „Zignorowałem to, bo mnie uczono – tlen można uzyskać tylko w procesie fotosyntezy.

„W końcu zdałem sobie sprawę, że przez lata ignorowałem to ogromne odkrycie” – powiedział BBC News.

On i jego koledzy przeprowadzili badania w głębinowym regionie między Hawajami a Meksykiem – części wybrzeża pokrytej tymi metalowymi guzkami. Guzki tworzą się, gdy metale rozpuszczone w wodzie morskiej gromadzą się na kawałkach muszli lub innych odpadach. Jest to proces trwający miliony lat.

Ponieważ guzki te zawierają metale takie jak lit, kobalt i miedź – wszystkie potrzebne do produkcji baterii – wiele firm wydobywczych opracowuje technologię ich zbierania i wydobywania na powierzchnię.

Profesor Sweetman twierdzi jednak, że wytwarzany przez nie ciemny tlen może podtrzymać życie na dnie oceanu. Jego odkrycie, opublikowane w czasopiśmie Nature Geoscience, budzi nowe obawy co do ryzyka związanego z proponowanymi przedsięwzięciami w zakresie wydobycia głębinowego.

Naukowcy odkryli, że metalowe węzły działają jak baterie, właśnie dlatego, że mogą wytwarzać tlen.

„Jeśli włożysz baterię do wody morskiej, zacznie ona emitować” – wyjaśnił profesor Sweetman. „Dzieje się tak, ponieważ elektryczność faktycznie dzieli wodę morską na tlen i wodór [which are the bubbles]. Uważamy, że dzieje się to w normalnym stanie tych guzków.

„To jest jak bateria w latarce” – dodał. „Wkładasz jedną baterię, a ona nie świeci. Wkładasz dwie i masz napięcie wystarczające do zapalenia pochodni. Zatem kiedy węzły leżą na dnie morskim i stykają się ze sobą, działają zgodnie – jak wiele baterii .”

Naukowcy przetestowali tę teorię w laboratorium, zbierając i analizując metalowe guzki wielkości ziemniaków. W ich eksperymentach mierzono napięcia na powierzchni każdej bryły metalu – zasadniczo siłę prądu elektrycznego. Odkryli, że jest to prawie równe napięciu w typowej baterii typu AA.

Oznacza to, jak twierdzą, że guzki znajdujące się na dnie oceanu mogą wytwarzać energię elektryczną wystarczająco dużą, aby rozdzielić lub elektrolizować cząsteczki wody morskiej.

Naukowcy są przekonani, że ten sam proces — produkcja tlenu za pomocą baterii, która nie wymaga światła i procesów biologicznych — może zachodzić na innych księżycach i planetach, tworząc środowiska bogate w tlen, w których może rozwijać się życie.

Strefa Clarion-Clipperton, w której dokonano odkrycia, to miejsce już badane przez kilka morskich przedsiębiorstw wydobywczych, które opracowują technologię zbierania konkrecji i wydobywania ich na powierzchnię na statek.

Amerykańska Narodowa Administracja ds. Oceanów i Atmosfery ostrzegła, że ​​wydobycie z dna morskiego może „zniszczyć życie i siedliska w dnie morskim na obszarach zaminowanych”.

W projekcie uczestniczy ponad 800 naukowców zajmujących się morzem z 44 krajów Podpisał petycję Podkreślenie zagrożeń dla środowiska i żądanie moratorium na działalność górniczą.

W głębinach morskich cały czas odkrywane są nowe gatunki – często mówi się, że o powierzchni Księżyca wiemy więcej niż o głębinach morskich. Odkrycie to sugeruje, że same guzki mogą dostarczać tlen niezbędny do podtrzymania życia.

Profesor Murray Roberts, biolog morski z Uniwersytetu w Edynburgu, jest jednym z naukowców, którzy podpisali petycję w sprawie górnictwa podmorskiego. „Istnieje już wiele dowodów na to, że usuwanie głębinowych pól guzkowych zniszczy ekosystemy, których nie rozumiemy” – powiedział BBC News.

„Ponieważ pola te obejmują tak duże obszary naszej planety, szaleństwem byłoby rozwijanie wydobycia głębinowego, wiedząc, że mogą one być znaczącym źródłem produkcji tlenu”.

Profesor Sweetman dodał: „Nie postrzegam tego badania jako końca górnictwa.

„[But] Musimy zbadać to bardziej szczegółowo i wykorzystać te informacje oraz dane, które zgromadzimy w przyszłości, jeśli mamy zamiar udać się na głębiny oceanu i prowadzić kopalnie w sposób bardziej przyjazny dla środowiska.