Naučnici došli do revolucionarnog otkrića u dubokom moru: "Znali smo da smo na tragu nezamislivog"

Stvarajući se tiho u mračnim dubinama Zemljinog oceanskog dna, spontana hemijska reakcija nenametljivo stvara molekularni kisik (O2), a sve to bez uplitanja života. Ovo neočekivano otkriće poništava dugogodišnji naučni konsenzus da su potrebni organizmi koji vrše fotosintezu da proizvedu kisik koji nam je potreban za disanje.

Biogeohemičar Andrew Sweetman iz Škotske udruge za nauku o moru (SAMS) i kolege došli su do iznenađujućeg otkrića dok su mjerili nivoe kisika na morskom dnu kako bi procijenili utjecaj rudarenja u dubokom moru.

"Otkriće proizvodnje kisika nefotosintetskim procesom zahtijeva od nas da ponovno razmislimo o tome kako je evolucija složenog života na planetu mogla nastati", kaže naučnik SAMS-a o moru Nicholas Owens, koji nije bio uključen u istraživanje. "Po mom mišljenju, ovo je jedno od najuzbudljivijih otkrića u nauci o oceanima u posljednje vrijeme."

Usred Tihog oceana, crne, zaobljene stijene čine tlo i tu, na dubinama većim od 4000 metara nivoi kisika polako, ali sigurno rastu, pokazala su mjerenja naučnika.

"Kada smo prvi put dobili ove podatke, mislili smo da su senzori neispravni, jer je svaka studija koja je ikad provedena u dubokom moru samo pokazala da se kisik troši, a ne proizvodi. Došli bismo kući i ponovno kalibrirali senzore, ali tokom 10 godina mjerenja, ta su se čudna očitanja kisika stalno pojavljivala", objašnjava Sweetman.

"Odlučili smo koristiti rezervnu metodu koja je funkcionirala drugačije od optodnih senzora koje smo koristili, a kada su se obje metode vratile s istim rezultatom, znali smo da smo na tragu nečeg revolucionarnog i nezamislivog."

Kako bi istražili misterij, istraživači su prikupili neke od stijena kako bi vidjeli jesu li one izvor ove proizvodnje 'tamnog kisika' u laboratoriju. Te stijene pokrivaju golema područja oceanskog dna - inače, to su prirodne naslage metala kao što su kobalt, mangan i nikal.

Cijenimo ih zbog njihove upotrebe u baterijama, a pokazalo se da upravo tako i ovo kamenje može spontano djelovati na dnu oceana. Istraživači su otkrili da pojedinačne polimetalne stijene proizvode napone do 0,95 V. Dakle, kada se grupiraju zajedno, poput baterija u nizu, mogu lako doseći 1,5 V potrebnih za odvajanje kisika iz vode, kroz reakciju elektrolize.

"Čini se da smo otkrili prirodnu 'geobateriju'", kaže hemičar sa Univerziteta Northwestern Franz Geiger. "Ove geobaterije su osnova za moguće objašnjenje tamne proizvodnje kisika u oceanu."

Osim implikacija za dubinsko rudarenje, 'tamni kisik' također pokreće niz novih pitanja o porijeklu života na Zemlji koji udiše kisik. Drevne mikrobne cijanobakterije dugo su bile "krivci" za prvu opskrbu kisikom potrebnim za evoluciju složenog života prije više milijardi godina, i to jer su djelovale kao otpadni proizvod fotosinteze pretvarajući sunčevu svjetlost u njihov izvor energije.

"Sada znamo i da se kisik proizvodi u dubokom moru, gdje nema svjetla", kaže Sweetman. "Mislim da stoga trebamo ponovno razmotriti pitanja poput: Gdje je mogao započeti aerobni život?"

Ovo istraživanje objavljeno je u časopisu Nature Geoscience.