Открытие «черного кислорода», увеличивающего
Корабль Шотландской ассоциации морских наук (SAMS) проводил отбор проб в этом районе, чтобы оценить влияние поисков металлов на экосистему, которая является домом для уникальных видов животных, выживающих без света.
Во время эксперимента по измерению потребления кислорода на дне океана Эндрю Свитман и его команда из Шотландской ассоциации морских наук (SAMS) получили неожиданный результат. Свитман, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience, объяснил, что для проведения исследований они использовали донные камеры.
Метод заключался в размещении этих камер на морских отложениях и наблюдении за уменьшением количества кислорода по мере его потребления живыми дышащими организмами.
Однако то, что они увидели, оказалось противоположным ожидаемому. «Кислород внутри камер увеличился даже в полной темноте и без фотосинтеза», — сказал Свитман, возглавляющий исследовательскую группу по экологии и биогеохимии морского дна в SAMS.
Удивительно, но исследователи посчитали, что данные их подводных датчиков могут быть неверными. Они решили повторить эксперимент на борту своего корабля, чтобы проверить, происходит ли то же самое явление на поверхности.
И снова содержание кислорода в образцах отложений увеличилось, даже в полной темноте. Свитман подробно рассказал: «Мы обнаружили электрическое напряжение на поверхности узелков, сравнимое с напряжением батарейки АА».
Полиметаллические конкреции представляют собой минеральные конкреции, богатые металлами (марганцем, медью, кобальтом…), которые пользуются большим спросом в промышленном секторе для производства батарей, ветряных турбин или фотоэлектрических панелей.
Эти удивительные свойства конкреций в отношении электрического напряжения могут быть причиной процесса электролиза воды, в ходе которого ее молекулы разделяются на водород и кислород с помощью электрического тока.
Это открытие открывает новые горизонты в понимании морской химии и может иметь важные последствия для биологии океана и экологических технологий. Это даже ставит под сомнение наиболее общепринятые теории происхождения жизни.
Точная область открытия — абиссальная равнина разлома Кларион-Клиппертон в Мексике, расположенная в центральной части Тихого океана, недалеко от западного побережья Мексики.
Влияние добычи металлов на солнечные панели и другие потребности современной технологической отрасли на дне океана
Добыча металлов на морском дне, включающая добычу полиметаллических конкреций, богатых марганцем, кобальтом, никелем и медью, имеет решающее значение для производства современных технологий, таких как солнечные панели, аккумуляторы для электромобилей (в том числе производимые такими компаниями, как Tesla, основанная Илоном Маском). и другие технологические устройства. Однако эта добыча может иметь несколько негативных последствий для морских экосистем:
1. Уничтожение морской среды обитания
Добыча морского дна предполагает физическое удаление большого количества отложений и конкреций, что разрушает среду обитания многих морских видов. Это может привести к потере биоразнообразия, поскольку некоторые организмы специфичны для этой среды и не могут выжить, если их среда обитания будет изменена или уничтожена.
2. Седиментация и мутность
Работа горнодобывающего оборудования на морском дне перемешивает осадки, создавая облака частиц, которые могут перемещаться на большие расстояния. Эти взвешенные отложения могут удушать морские организмы, покрывать коралловые рифы и другие жизненно важные структуры и уменьшать проникновение света в воду, влияя на процессы фотосинтеза и изменяя морскую пищевую цепь.
Что такое «черный кислород»?
«Черный кислород» — это новая форма кислорода, которая бросает вызов всем свойствам, которые мы связываем с его обычным состоянием. Его открыла в 2023 году группа учёных из Института физики твердого тела Макса Планка в Германии. В отличие от кислорода в газообразном состоянии, необходимого для дыхания, черный кислород находится в твердом виде и выделяется, образуясь в экстремальных условиях низкого давления и температуры. Это явление может иметь важное значение для лучшего понимания геобиологических процессов и биоразнообразия в самых глубоких океанских экосистемах.
Важность открытия
Ученые полагают, что «черный кислород» может играть решающую роль в морской жизни в глубоком океане. Ранние исследования показывают, что этот минерал может быть важным источником кислорода, питая специализированные микроорганизмы и способствуя поддержанию экстремофильных морских экосистем.
Функции «черного кислорода» в планетарной и морской экосистеме
Выделены его значение и возможные функции, которые он выполняет:
1. Источник кислорода для глубоководной жизни
«Черный кислород» может выступать источником кислорода в глубинах океана, где растворенного кислорода мало. Этот твердый минерал может медленно выделять кислород, поддерживая условия, необходимые для выживания и процветания определенных микроорганизмов и других экстремофильных форм жизни в условиях высокого давления и низкой температуры.
2. Регуляция биогеохимических процессов.
Этот минерал может играть роль в регулировании важных биогеохимических процессов на морском дне. Высвобождение кислорода и других соединений из «черного кислорода» может влиять на химические и биологические реакции, происходящие в этих средах, влияя на доступность питательных веществ и динамику глубинных экосистем.
«Открытие производства кислорода с помощью процесса, отличного от фотосинтеза, заставляет нас переосмыслить то, как появилась жизнь на Земле», — сказал Николас Оуэнс, директор SAMS.
Межпланетный способ жизни?
«Обычная» точка зрения состоит в том, что кислород «впервые был произведен около 3 миллиардов лет назад цианобактериями, что привело к развитию более сложных организмов», объясняет ученый.
«Жизнь могла зародиться не только на суше, но и у поверхности океана. Поскольку этот процесс существует на нашей планете, он может создавать насыщенные кислородом среды обитания на других «океанических мирах», таких как Энцелад или Европа (соответственно спутники Сатурна и Юпитера, где ученые полагают, что могут быть созданы условия для кислорода в твердом состоянии) «и создать там условия для возникновения внеземной жизни, предполагает профессор Свитман.
По его мнению, это исследование позволит «лучше регулировать» разработку глубоководных месторождений на основе более точной экологической информации.
