Ob proučevanju vplivov rudarjenja odkrili presenetljivo nastajanje kisika

V popolni temi globoko na dnu Tihega oceana so raziskovalci odkrili kovinske kepe v obliki krompirja, ki »proizvajajo« kisik, ko cepijo morsko vodo na vodik in kisik. Odkritje bi lahko zahtevalo ponoven razmislek o tem, kako je vzniknilo kompleksno življenje na Zemlji, so poudarili raziskovalci.

Približno polovica kisika, ki ga vdihavamo, prihaja iz oceana. Skupno mnenje je, da kisik proizvajajo živa bitja – rastline, alge in fitoplankton – s fotosintezo, za kar potrebujejo sončno svetlobo. Vendar se dobre štiri kilometre pod površjem Tihega oceana nahajajo minerali, imenovani polimetalni noduli, ki ustvarjajo tako imenovani temni kisik. Grudasti noduli – pogosto imenovani »baterije v obliki kamenja«, saj oddajajo približno toliko elektrike kot baterije AA – so bogati s kovinami, kot so kobalt, nikelj, baker in mangan, ki se uporabljajo v baterijah, pametnih telefonih, vetrnih turbinah in sončnih celicah. Še posebno bogato nahajališče je v coni Clarion Clipperton (CCZ), to je območje v mednarodnih vodah, široko kot celinski del Združenih držav Amerike, in sega od zahodne obale Mehike do sredine Tihega oceana, južno od Havajev. Nodule seveda želijo pograbiti rudarska podjetja in mednarodna ekipa raziskovalcev je na dno ravnic poslala majhno plovilo, da bi ugotovili, kako rudarjenje lahko vpliva na nenavadne in slabo razumljene živali, ki živijo v popolni temi.

Hladna vojna na morskem dnu

»Poskušali smo izmeriti stopnjo porabe kisika na morskem dnu,« je za AFP povedal glavni avtor študije Andrew Sweetman iz Škotskega združenja za pomorsko znanost (SAMS). S posebno napravo so pograbili usedline in ustvarili »zaprt mikrokozmos morskega dna«. Količina kisika, ujetega v komori, bi se morala po Sweetmanovih besedah v obdobju nekaj dni zmanjšati, ker ga porabijo organizmi med dihanjem, vendar se je količina kisika povečala – in to za relativno veliko. To pa se ne bi smelo zgoditi, saj v popolni temi ni fotosinteze.

Presenečenje je bilo tolikšno, da so raziskovalci najprej menili, da so naprave pokvarjene. »Ko smo prvič dobili te podatke, smo mislili, da so senzorji pokvarjeni, saj je vsaka študija, ki je bila kadarkoli opravljena v globokem morju, pokazala samo porabo kisika, in ne proizvodnje. Prišli smo domov in senzorje znova umerili, toda v desetih letih so se ti nenavadni odčitki kisika vedno znova pojavljali. Odločili smo se, da bomo izbrali rezervno metodo, ki je delovala drugače kot senzorji, ki smo jih uporabljali, in ko sta obe metodi pokazali enake rezultate, smo vedeli, da imamo pred seboj nekaj prelomnega in nezamisljivega,« je pojasnil v sporočilu za javnost. Prvič so te izsledke, ki so jih zdaj objavili v reviji Nature Geoscience, pridobili leta 2013. »Ignoriral sem jih, saj sem menil, da kisik lahko nastaja le s fotosintezo. Nazadnje pa sem vendarle dojel, da zanemarjam potencialno zelo veliko odkritje,« je dejal za BBC.

Iskanje življenja 2500 metrov globoko na dnu Tihega oceana

V poskusih so nato ugotovili, da imajo noduli dovolj velik električni naboj, kar bi lahko vodilo do elektrolize, to je cepitve morske vode na vodik in kisik. Za elektrolizo morske vode namreč ni potrebna velika napetost, dovolj je 1,5 volta, to je napetost, ki jo imajo navadne baterije. Ekipa je analizirala več nodulov in zabeležila odčitke do 0,95 volta na površinah nekaterih, kar sicer ni dovolj, vendar bi združeni noduli lahko proizvedli višje napetosti. Soavtor Franz Geiger, kemik na univerzi Northwestern v Evanstonu v zvezni državi Illinois, je za revijo Nature pojasnil, da še ni jasno, ali reakcija proizvaja tudi molekularni vodik – kar se zgodi pri industrijskih elektroliznih reakcijah. Toda razumevanje tega bi lahko imelo uporabne aplikacije, je dejal. »Morda je na dnu oceana kakšen načrt, ki bi nam lahko pomagal narediti boljše katalizatorje.«

Profesor Sweetman je poudaril, da so nujne nadaljnje raziskave »temnega kisika«, saj bo globokomorsko rudarjenje lahko vplivalo na proces. Sweetmanove raziskave je sicer delno financiralo tudi kanadsko podjetje The Metals Company, ki namerava prihodnje leto na območju Clarion Clipperton kopati omenjene nodule.

Odkritje kisika, proizvedenega brez fotosinteze, »od nas zahteva, da spet razmislimo o tem, kako bi se lahko razvilo kompleksno življenje na planetu. Običajno stališče je, da so kisik pred približno tremi milijardami let prvi proizvedli starodavni mikrobi, imenovani cianobakterije, nato se je postopoma razvilo kompleksno življenje,« je izpostavil direktor SAMS Nicholas Owens. »In če tak proces teče na našem planetu, morda ustvarja habitate s kisikom tudi na drugih svetovih, pokritih z oceani, kot sta luni Enkelad in Evropa,« se je pri tem vprašal Sweetman.

Raziskovalci po vsem svetu opozarjajo na okoljska tveganja globokomorskega rudarjenja, saj lahko povzroči uničenje življenjskega prostora in življenja na morskem dnu. Oceani so slabo raziskani – pogosto slišimo, da o površju Lune vemo več. Na odročnih območjih oceanov vedno znova odkrivajo nove vrste in druge presenetljive ugotovitve o našem čudovitem planetu.