Naturalne baterie w głębinach. Jak powstaje tlen bez światła?
Głównym podejrzanym w tej zagadce są pokrywające dno polimetaliczne konkrecje, czyli bogate w metale skupiska mineralne. Okazało się, że powierzchnia tych formacji może działać jak ogniwo galwaniczne. Pomiary wykazały istnienie potencjału elektrycznego sięgającego nawet 0,95 wolta, co jest wartością porównywalną do standardowej baterii typu paluszek. To naturalne napięcie może wywoływać elektrolizę słonej wody morskiej, w efekcie której wydziela się tlen. Obserwacje potwierdziły silny związek między powierzchnią konkrecji a ilością produkowanego ciemnego tlenu, co wspiera tę elektrochemiczną hipotezę.
Czytaj też: Statki uwalniają metan z dna morskiego. To nieznane wcześniej źródło emisji gazów cieplarnianych
Nasze odkrycie ciemnego tlenu było zmianą paradygmatu w naszym rozumieniu głębin morskich i potencjalnie życia na Ziemi, ale wywołało więcej pytań niż odpowiedzi – tłumaczy Andrew Sweetman
Aby w pełni potwierdzić ten mechanizm, naukowcy muszą wykryć drugi produkt elektrolizy, czyli wodór. Planowane są również badania w rejonach pozbawionych konkrecji, co pozwoli wykluczyć ewentualne błędy pomiarowe. To żmudna, ale kluczowa weryfikacja.
Poszukiwanie życia w kosmosie
Odkrycie ma nieoczekiwany wpływ na astrobiologię. Do tej pory obecność tlenu w atmosferze planety uznawano za silną poszlakę istnienia tam życia, opartego na fotosyntezie. „Ciemny tlen” podważa to założenie, wskazując na możliwość abiogenicznego, czyli niebiologicznego, pochodzenia tego gazu.
Rzeczywiście, jesteśmy już w rozmowach z ekspertami z NASA, którzy wierzą, że ciemny tlen może zmienić nasze rozumienie tego, jak życie może być podtrzymywane na innych planetach bez bezpośredniego światła słonecznego – dodaje główny autor badań
Czytaj też: To odkrycie wygląda skromnie, dopóki nie zobaczysz, co dzieje się z elektronami
Otwiera to nowe pole do spekulacji. Podpowierzchniowe oceany na lodowych księżycach, takich jak Europa czy Enceladus, pozbawione są dostępu do światła. Gdyby na ich dnach istniały podobne złoża metali, mogłoby tam dochodzić do analogicznych procesów, tworząc chemiczne podstawy dla ekosystemów niezależnych od Słońca. To ciekawa perspektywa, choć wciąż czysto teoretyczna. Odkrycie zbiega się zarazem w czasie z rosnącą presją ekonomiczną na eksploatację dna morskiego. Strefa Clarion-Clipperton jest bogata w konkrecje zawierające kobalt, nikiel i miedź, a więc metale kluczowe dla przemysłu wysokich technologii. Plany głębinowego górnictwa budzą jednak ogromne obawy ekologów. Teraz okazuje się, że te same struktury mogą pełnić nieznaną wcześniej funkcję w lokalnych ekosystemach, być może stanowiąc źródło energii lub tlenu dla organizmów głębinowych.