Μεγέθυνση κειμένου
Θα μπορούσε να «αλλάξει τον τρόπο που βλέπουμε την πιθανότητα ζωής και σε άλλους πλανήτες»
Σαν βόμβα έσκασε στην επιστημονική κοινότητα η εκπληκτική ανακάλυψη – που δημοσιοποιήθηκε τον περασμένο Ιούλιο – ότι τα μεταλλικά πετρώματα παρήγαγαν οξυγόνο στον βυθό του Ειρηνικού Ωκεανού, όπου δεν μπορεί να διεισδύσει φως.
Η αρχική έρευνα έδειξε ότι οζίδια μεγέθους πατάτας, πλούσια σε μέταλλα, που βρέθηκαν κυρίως 4.000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια στη ζώνη Clarion-Clipperton, απελευθέρωσαν ηλεκτρικό φορτίο, διασπώντας το θαλασσινό νερό σε οξυγόνο και υδρογόνο μέσω ηλεκτρόλυσης. Το πρωτοφανές φυσικό φαινόμενο αμφισβητεί την ιδέα ότι το οξυγόνο μπορεί να παραχθεί μόνο από το ηλιακό φως μέσω της φωτοσύνθεσης.
Ο Andrew Sweetman, καθηγητής στη Σκωτσεζική Ένωση για τη Θαλάσσια Επιστήμη του Ηνωμένου Βασιλείου που βρισκόταν πίσω από την ανακάλυψη, αρχίζει τώρα ένα τριετές έργο για να διερευνήσει περαιτέρω την παραγωγή «σκοτεινού» οξυγόνου.
Ο Sweetman και η ομάδα του χρησιμοποιούν ειδικά κατασκευασμένες εξέδρες εξοπλισμένες με αισθητήρες που μπορούν να αναπτυχθούν σε βάθη 11.000 μέτρων. Το Ίδρυμα Nippon χρηματοδοτεί το ερευνητικό πρόγραμμα 2,7 εκατομμυρίων δολαρίων, το οποίο ανακοινώθηκε την Παρασκευή (17/01).
Η αποκάλυψη του σκοτεινού οξυγόνου αποκάλυψε πόσο λίγα είναι γνωστά για τον βαθύ ωκεανό, και τη Ζώνη Clarion-Clipperton, ή CCZ. Η περιοχή διερευνάται για την εξόρυξη σπάνιων μετάλλων στα βαθιά νερά που περιέχονται στα οζίδια των βράχων. Τα τελευταία σχηματίζονται εδώ και εκατομμύρια χρόνια, με τα μέταλλα να παίζουν βασικό ρόλο στις νέες και πράσινες τεχνολογίες.
«Η ανακάλυψή μας (του σκοτεινού οξυγόνου) άνοιξε ένα νέο κεφάλαιο στην κατανόησή για τα βαθιά θαλάσσια νερά και δυνητικά τη ζωή στη Γη, αλλά δημιούργησε περισσότερα ερωτήματα παρά απαντήσεις», δήλωσε ο Sweetman, ο επικεφαλής της ομάδας οικολογίας και βιογεωχημείας βυθού του ιδρύματός του. «Αυτή η νέα έρευνα θα μας επιτρέψει να διερευνήσουμε ορισμένα από αυτά τα επιστημονικά ερωτήματα».
Ο Sweetman ανέφερε ότι πρωταρχικός στόχος της νέας έρευνας ήταν να προσδιοριστεί εάν το σκοτεινό οξυγόνο αναπαράγεται και σε άλλες περιοχές της CCZ όπου μπορούν να βρεθούν τα οζίδια και στη συνέχεια να ξεκαθαρίσει πώς ακριβώς παράγεται το οξυγόνο.
Η καλύτερη κατανόηση του φαινομένου θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους επιστήμονες του Διαστήματος να εντοπίσουν ζωή εκτός Γης, πρόσθεσε.
Οξυγόνο σε απροσδόκητα σημεία
Το οξυγόνο είναι δύσκολο να παραχθεί χωρίς τη συνεχή ενέργεια που προέρχεται από το ηλιακό φως, ωστόσο άλλοι επιστήμονες έχουν επίσης συναντήσει απροσδόκητα μόρια οξυγόνου σε απομακρυσμένα μέρη που στερούνται φωτός. Ο Sweetman είπε ότι η παραγωγή σκοτεινού οξυγόνου μπορεί να είναι ένα ευρύτερο φαινόμενο που έχει παραβλεφθεί.
Ο Emil Ruff, μικροβιολόγος του Marine Biological Laboratory, στο Woods Hole της Μασαχουσέτης, ανίχνευσε οξυγόνο σε δείγματα γλυκού νερού στην Αλμπέρτα, δεκάδες έως εκατοντάδες μέτρα κάτω από το Canadian Prairies, ένα εύρημα που ανέφερε ο ίδιος και οι συνεργάτες του από το Πανεπιστήμιο του Κάλγκαρι και το Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο Woods Hole. σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Ιούνιο του 2023. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το σκοτεινό οξυγόνο είχε απομονωθεί από την υπέργεια ατμόσφαιρα για περισσότερα από 40.000 χρόνια.
Εάν το οξυγόνο δεν προστίθεται συνεχώς σε ένα περιβάλλον (από δέντρα και φυτά, για παράδειγμα), θα εξαφανιστεί τελικά.
«Μετά από 40.000 χρόνια ή 30.000 χρόνια ξεχωριστά από τις επιφανειακές διεργασίες), δεν υπάρχει κανένας λόγος να πιστεύουμε ότι θα έπρεπε να έχει μείνει καθόλου οξυγόνο. Επειδή το οξυγόνο είναι ένας τόσο καλός δέκτης ηλεκτρονίων, συνήθως είτε οξειδώνεται χημικά είτε μικροβιακά», εξηγεί ο Ruff.
Όπως και ο Sweetman, ο Ruff είπε ότι αρχικά σκέφτηκε πως το ατμοσφαιρικό οξυγόνο είχε μολύνει τα δείγματά του, τα οποία αντλήθηκαν από 14 υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Δεδομένης της ηλικίας των δειγμάτων, οποιοδήποτε οξυγόνο θα είχε αντιδράσει με άλλες ουσίες εδώ και πολύ καιρό και θα είχε εξαφανιστεί.
Αφού δούλεψε υπομονετικά στο εργαστήριο και στο πεδίο, ο Ruff ανακάλυψε τελικά ότι τα μικρόβια στο νερό παρήγαγαν οξυγόνο. Τα μικρόβια είχαν προφανώς εξελίξει ένα σκοτεινό αλλά προσεγμένο μηχανισμό που τους επέτρεπε να παράγουν μόρια, απουσία φωτός.
Μέσω μιας σειράς χημικών αντιδράσεων, τα μικρόβια κατάφεραν να διασπάσουν τις διαλυτές ενώσεις που ονομάζονται νιτρώδη (μόρια που αποτελούνται από ένα άτομο αζώτου και δύο άτομα οξυγόνου), για να παράξουν μοριακό οξυγόνο μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως δυσμετάλλαξη. Τα μικρόβια είχαν επίσης την ικανότητα να χρησιμοποιούν το οξυγόνο για να «καίνε» μεθάνιο στο νερό, παράγοντας ενέργεια.
Επιπλέον, ο Ruff διαπίστωσε ότι η ποσότητα του παραγόμενου οξυγόνου ήταν αρκετή για να διατηρήσει άλλη μικροβιακή ζωή που εξαρτάται από το οξυγόνο στα υπόγεια ύδατα.
«Η φύση συνεχίζει να μας εκπλήσσει», είπε. «Υπάρχουν τόσα πολλά πράγματα που οι άνθρωποι έχουν πει «Ω, αυτό είναι αδύνατο», και αργότερα «αποδεικνύεται ότι δεν είναι».
Για να διερευνήσουν περαιτέρω το σκοτεινό οξυγόνο, ο Ruff και η ομάδα του ταξίδεψαν σε ένα ορυχείο βάθους 3 χιλιομέτρων στη Νότια Αφρική, τον Αύγουστο, προκειμένου να εξετάσουν το νερό που είχε παγιδευτεί στον βράχο για 1,2 δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι το νερό στο ορυχείο περιείχε μόρια οξυγόνου, αλλά δεν είναι σαφές πώς σχηματίστηκαν. Ο Ruff και οι συνεργάτες του εξακολουθούν να μελετούν τα δείγματα που πήραν, αλλά έχουν δύο υποθέσεις ως προς το πώς μπορούν να παραχθούν τα μόρια οξυγόνου.
Το μέρος χρησιμοποιείται για εξόρυξη χρυσού και ουράνιου, ενός ραδιενεργού μετάλλου. Η ραδιόλυση, η διάσπαση των μορίων του νερού μέσω της ραδιενέργειας, είναι ένας από τους πιθανούς τρόπους παραγωγής οξυγόνου χωρίς ηλιακό φως. Εναλλακτικά, η παραγωγή οξυγόνου θα μπορούσε να περιλαμβάνει μικρόβια σε διαδικασίες παρόμοιες με αυτές του Ruff στα υπόγεια ύδατα του Καναδά.
Ο Sweetman γνωστοποίησε πως το νέο έργο θα επιδιώξει επίσης να κατανοήσει εάν τυχόν μικροβιακές αντιδράσεις έπαιξαν ρόλο στην παραγωγή σκοτεινού οξυγόνου στον πυθμένα της θάλασσας. Συγκεκριμένα, θα εξετάσει τον τρόπο με τον οποίο απελευθερώνεται το υδρογόνο κατά την παραγωγή οξυγόνου από τα μεταλλικά οζίδια και εάν το υδρογόνο χρησιμοποιήθηκε ως πηγή ενέργειας για κοινότητες μικροβίων που ανιχνεύθηκαν στον βαθύ ωκεανό.
«Δεν έχουμε ακόμη ξεδιπλώσει τον μηχανισμό, νομίζω, και θα χρειαστούμε πολύ χρόνο για να τον καταλάβουμε», είπε.
Ο Ruff εξέφρασε την ελπίδα να συνεργαστεί με τον Sweetman κι άλλους επιστήμονες που εμπλέκονται στην έρευνα για το σκοτεινό οξυγόνο για να κατανοήσει πώς η χημική υπογραφή του οξυγόνου που παράγεται από την ηλεκτρόλυση του θαλασσινού νερού διέφερε από αυτήν που παράγεται από μικρόβια ή ραδιόλυση.
Σκοτεινό οξυγόνο και αναζήτηση εξωγήινης ζωής
Στο μεταξύ, οι αξιωματούχοι της NASA ενδιαφέρονται για την έρευνα σχετικά με την παραγωγή σκοτεινού οξυγόνου, επειδή θα μπορούσε να βοηθήσει στην επιστημονική κατανόηση του τρόπου με τον οποίο μπορεί να διατηρηθεί η ζωή σε άλλους πλανήτες χωρίς άμεσο ηλιακό φως.
Η διαστημική υπηρεσία θέλει να πραγματοποιήσει πειράματα προκειμένου να κατανοήσει την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την πιθανή παραγωγή οξυγόνου σε υψηλότερες πιέσεις που συμβαίνουν στον Εγκέλαδο και την Ευρώπη, τα παγωμένα φεγγάρια του Κρόνου και του Δία, αντίστοιχα, πρόσθεσε ο Sweetman. Αυτά τα φεγγάρια είναι μεταξύ των στόχων για τη διερεύνηση της πιθανότητας ζωής.
Θα μπορούσε να «αλλάξει τον τρόπο που βλέπουμε την πιθανότητα ζωής και σε άλλους πλανήτες», τονίζουν οι ερευνητές.
Από την πλευρά τους, εταιρείες εξόρυξης βαθέων υδάτων στοχεύουν στην εξόρυξη του κοβαλτίου, του νικελίου, του χαλκού, του λιθίου και του μαγγανίου που περιέχονται στα οζίδια για χρήση σε ηλιακούς συλλέκτες, μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων κι άλλη πράσινη τεχνολογία. Ορισμένες εταιρείες έχουν διαφωνήσει με την έρευνα του Sweetman.
Οι επικριτές υποστηρίζουν ότι η εξόρυξη βαθέων υδάτων θα μπορούσε να βλάψει αμετάκλητα το παρθένο υποθαλάσσιο περιβάλλον και ότι θα μπορούσε να διαταράξει τον τρόπο αποθήκευσης του άνθρακα στον ωκεανό, συμβάλλοντας στην κλιματική κρίση.
Η Metals Co έχει αντικρούσει τους ισχυρισμούς της αρχικής έρευνας που δημοσιεύτηκε στο Nature Geoscience.
Ο Sweetman είπε ότι περίμενε τις αντιδράσεις και θα απαντούσε με αποδείξεις.
«Είμαστε απόλυτα πεπεισμένοι ότι αυτή είναι μια πραγματική διαδικασία που συμβαίνει στον πυθμένα της θάλασσας», λέει.
Ο Sweetman τόνισε επίσης τη σημασία του να σταματήσει η εκμετάλλευση των πόρων στον βυθό της θάλασσας μέχρι να γίνει καλύτερα κατανοητό το οικοσύστημα.
Η Amy Gartman, ερευνήτρια ωκεανογράφος και επικεφαλής του παγκόσμιου προγράμματος θαλάσσιων ορυκτών στο Ειρηνικό Κέντρο Παράκτιων και Θαλάσσιων Επιστημών της Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ στη Σάντα Κρουζ της Καλιφόρνια, είπε ότι το USGS δεν έχει παρατηρήσει κανένα ηλεκτρικό φαινόμενο σε οζίδια σιδηρομαγγανίου που έχουν εξεταστεί μέχρι στιγμής. Δεν συμμετείχε ούτε στην έρευνα του Sweetman, ούτε του Ruff.
«Οι ερευνητές προσπαθούν επί του παρόντος να αναπαράγουν τα φαινόμενα που αναφέρθηκαν από τον Sweetman και άλλους», είπε. «Η επιστημονική έρευνα είναι μια διαδικασία και μπορεί να χρειαστεί λίγος χρόνος μέχρι να δοθεί μια οριστική απάντηση».
Με πληροφορίες από CNN
Ακολουθήστε το pride.gr στο Google News και ενημερωθείτε πρώτοι
Related
Νεοτερα
