U dubokim, tamnim dubinama okeanskih dna, otkriven je neočekivani hemijski proces koji proizvodi kisik bez učešća živih organizama. Ovo zapanjujuće otkriće dovodi u pitanje dugogodišnje uvjerenje da fotosintetski organizmi jedini proizvode kisik potreban za život na Zemlji.
Biogeohemičar Andrew Sweetman iz Škotskog udruženja za morske nauke (SAMS) i njegove kolege došli su do ovog iznenađujućeg otkrića dok su mjerili nivo kisika na morskom dnu kako bi procijenili utjecaje dubokomorskog rudarenja.
"Otkriće proizvodnje kisika ne-fotosintetskim procesom zahtijeva da preispitamo kako je evolucija složenog života na Zemlji mogla započeti," kaže morski naučnik Nicholas Owens iz SAMS-a, koji nije učestvovao u istraživanju, prenosi Science Alert. "Po mom mišljenju, ovo je jedno od najuzbudljivijih otkrića u nauci o okeanima u posljednje vrijeme."
Usred Tihog okeana, crne, zaobljene stijene prekrivaju dno. Na dubinama većim od 4.000 metara, nivo kisika polako, ali sigurno rastu, pokazala su mjerenja naučnika.
"Kada smo prvi put dobili ove podatke, mislili smo da su senzori neispravni, jer svaka studija ikad provedena u dubokom moru pokazala je samo potrošnju kisika, a ne proizvodnju," objašnjava Sweetman.
"Vratili bismo se kući i ponovno kalibrirali senzore, ali tokom deset godina, ti čudni očitavanja kisika nastavila su se pojavljivati."
Kako bi istražili ovu misteriju, istraživači su prikupili neke od nodularnih stijena kako bi vidjeli jesu li one izvor ove 'tamne proizvodnje kisika' u laboratoriju. Ove nodularne stijene prirodni su depoziti rijetkih zemaljskih metala poput kobalta, mangana i nikla, svi pomiješani u polimetalnoj smjesi.
Istraživači su otkrili da pojedinačne polimetalne nodule proizvode napone do 0,95 V. Kada se nalaze zajedno, poput baterija u seriji, lako mogu doseći 1,5 V potrebnih za razdvajanje kisika iz vode u elektrolitičkoj reakciji.
"Izgleda da smo otkrili prirodnu 'geobateriju'," kaže hemičar Franz Geiger sa Univerziteta Northwestern. "Ove geobaterije su osnova za moguće objašnjenje proizvodnje kisika u oceanima bez svjetla." Iako još uvijek ima mnogo toga za istražiti, poput opsega proizvodnje kisika od strane polimetalnih nodula, ovo otkriće nudi moguće objašnjenje za postojanost 'mrtvih zona' u oceanima desetljećima nakon prestanka dubokomorskog rudarenja.
"U 2016. i 2017. godini, morski biolozi posjetili su područja koja su rudarena 1980-ih i otkrili da čak ni bakterije nisu obnovile u rudarenim područjima. U nerudarenim područjima, međutim, morski život je cvjetao," objašnjava Geiger.
Ova situacija izaziva nova pitanja o porijeklu kisik-dišućeg života na Zemlji. Drevne mikrobiološke cijanobakterije dugo su bile zaslužne za prvo opskrbljivanje kisikom potrebnim za evoluciju složenog života prije milijardi godina, kao otpadni proizvod fotosinteze.
"Sada znamo da se kisik proizvodi u dubokom moru, gdje nema svjetla," kaže Sweetman. "Mislim da zbog toga moramo ponovno postaviti pitanja kao što su: Gdje je moglo započeti aerobno življenje?"
