Ученые обнаружили, что химическая спонтанная реакция, которая проходит у дна океана, создает кислород без участия живых организмов. Это меняет представление о том, что производства кислорода нужны фотосинтезирующие бактерии, сообщает Science Alert.
Биогеохимик Эндрю Свитман из Шотландской ассоциации морских наук (SAMS) и его коллеги сделали удивительную находку, измеряя уровень кислорода на морском дне для оценки воздействия глубоководной добычи полезных ископаемых.
«Открытие производства кислорода нефотосинтетическим процессом требует от нас переосмысления того, как могла зародиться эволюция сложной жизни на планете. По моему мнению, это одно из самых интересных открытий в науке об океане за последнее время», — заявил морской ученый SAMS Николас Оуэнс, который не участвовал в исследовании.
Посреди Тихого океана, на глубине более четырех тысяч метров, дно усеяно черными камнями. И измерения ученых показали, что уровень кислорода здесь продолжает медленно, но неумолимо расти.
«Когда мы впервые получили эти данные, мы подумали, что датчики неисправны, потому что каждое исследование, когда-либо проводившееся в глубоком море, показало, что кислород только потребляется, а не производится. Мы возвращались домой и перекалибровывали датчики, но в течение 10 лет эти странные показатели содержания кислорода продолжали появляться. Мы решили использовать резервный метод, который работал иначе, чем те оптодные датчики, которые мы использовали, и когда оба метода дали одинаковый результат, мы поняли, что имеем дело с чем-то новаторском и немыслимом», — рассказал Свитман.
Чтобы понять, с чем они столкнулись, ученые собрали несколько камней-конкреций. Исследователи стремились понять, не являются ли эти камни источником дополнительного кислорода. Такие камни усеивают морское дно. Это естественные месторождения редкоземельных металлов, таких как кобальт, марганец и никель, смешанные в полиметаллическую смесь.
Исследователи обнаружили, что отдельные полиметаллические конкреции производят напряжение до 0,95 В. Когда же они сгруппированы вместе, как батареи в ряд, они могут легко достичь напряжения 1,5 В, необходимого для отделения кислорода от воды в реакции электролиза.
«Похоже, что мы открыли естественную «геобатарею. Эти геобатареи являются основой для возможного объяснения производства темного кислорода в океане», - заявил химик Северо-Западного университета Франц Гейгер.
Ученые признают, что еще многое предстоит узнать. Но новое открытие может объяснить существование «мертвых зон» в океане.
«В 2016 и 2017 годах морские биологи посетили участки, в которых в 1980-х годах шла добыча полезных ископаемых, и обнаружили, что на этих территориях не обнаружено даже бактерий. Однако в других регионах морская жизнь процветала. Почему такие «мертвые зоны» сохраняются на протяжении десятилетий, до сих пор неизвестно. Однако это ставит под сомнение стратегии разработки морского дна, поскольку разнообразие фауны океанского дна в районах, богатых конкрециями, выше, чем в самых разнообразных тропических лесах», — объясняет Гейгер.
Обнаружение «темного кислорода» также поднимает вопросы о происхождении жизни на Земле. Считается, что древние цианобактерии первыми произвели кислород в качестве побочного продукта фотосинтеза, превращающего солнечный свет в источник энергии. Но новое открытие показывает, что кислород может появляться и там, где нет солнечного света. А это поднимает вопрос о том, как и где могла зародиться жизнь.
Ранее группа ученых под руководством эколога пресной воды Кевина Роуза из Политехнического института Ренсселера в США заявила о том, что запасы растворенного кислорода в океанах Земли быстро истощаются. По их словам, это одна из самых больших опасностей для системы жизнеобеспечения планеты.