Wetenschappers keren terug naar de diepten van de Stille Oceaan om een verrassende ontdekking te ontrafelen: metalen knobbeltjes op de zeebodem lijken zuurstof te genereren bij gebrek aan zonlicht. Dit ‘donkere zuurstof’-fenomeen, voor het eerst waargenomen in 2024, heeft het debat over diepzeemijnbouwvoorstellen aangewakkerd, waardoor vragen rijzen over de mogelijke verstoring van een voorheen onbekend ecosysteem.
De onverwachte ontdekking
Tientallen jaren lang geloofden wetenschappers dat de zuurstofproductie in de diepe oceaan voornamelijk afhankelijk was van het zinken van organisch materiaal van het oppervlak. Onderzoekers ontdekten echter dat knobbeltjes ter grootte van een aardappel in de Clarion-Clipperton Zone (CCZ) – een belangrijk gebied voor diepzeemijnbouw – ondanks de volledige duisternis actief zuurstof produceerden. Deze ontdekking daagt het bestaande begrip van systemen voor levensondersteuning in zee uit en introduceert kritische onbekenden met betrekking tot diepzee-ecosystemen.
De CCZ is vooral belangrijk omdat het enorme voorraden waardevolle metalen zoals kobalt, nikkel en mangaan bevat, waardoor het een belangrijk doelwit is voor mijnbouwbedrijven die graag grondstoffen willen winnen voor batterijen voor elektrische voertuigen en andere technologieën.
Hoe werkt het?
De leidende hypothese suggereert dat de metaallagen in de knobbeltjes een elektrische stroom creëren wanneer ze in contact komen met zeewater. Deze stroom zou watermoleculen vervolgens via elektrolyse kunnen afbreken in waterstof en zuurstof, een proces dat voorheen onder dergelijke omstandigheden onmogelijk werd geacht.
Onderzoekers hebben spanningen tot 0,95 volt gemeten op de oppervlakken van de knobbeltjes – genoeg om mogelijk elektrolyse aan te drijven, vooral als meerdere knobbeltjes als een gecombineerde stroombron fungeren. Ze zullen nu geavanceerde landers inzetten die zijn uitgerust om de zuurstofstromen en pH-niveaus te meten en sedimentkernen te verzamelen voor gedetailleerde analyse. De landers zullen afdalen naar diepten van meer dan 10.000 meter, waar de druk 400 atmosfeer kan bereiken (vergelijkbaar met de druk die de implosie van de Titan veroorzaakte).
De rol van microben
De knobbeltjes herbergen ook een verbazingwekkende diversiteit aan microben – tot wel 100 miljoen per knobbeltje. Wetenschappers zullen DNA-sequencing en microscopie gebruiken om te bepalen of deze microscopische organismen een rol spelen bij de zuurstofproductie of andere kritische processen. Het enorme aantal onbekende soorten suggereert dat de diepzee geheimen kan bevatten die ons begrip van het leven op aarde zouden kunnen hervormen.
Industrie-pushback en wetenschappelijke nauwkeurigheid
Diepzeemijnbouwbedrijven, waaronder The Metals Company, hebben de bevindingen betwist en suggereren dat de waargenomen zuurstof mogelijk besmetting is door de oppervlaktelucht die door de landers wordt meegevoerd. Onderzoekers, onder leiding van Andrew Sweetman van de Scottish Association for Marine Science, werpen tegen dat hun gegevens – verzameld over 65 experimenten, waarbij 90% de zuurstofproductie aantoont – het bestaan van ‘donkere zuurstof’ ondersteunen. Een weerleggingsartikel wordt momenteel door vakgenoten beoordeeld in Nature Geosciences.
Sweetman erkent het belang van de industrie om het onderzoek in diskrediet te brengen en stelt dat er commerciële druk bestaat om deze onderzoekslijn het zwijgen op te leggen. De Internationale Zeebodemautoriteit van de VN moet nog beslissen of diepzeemijnbouw wordt toegestaan, maar sommige landen, waaronder de VS onder voormalig president Trump, hebben hun steun uitgesproken voor winning.
De inzet is hoog
De ontdekking van ‘donkere zuurstof’ compliceert het debat over diepzeemijnbouw. Als deze knobbeltjes een uniek ecosysteem in stand houden, kan het verstoren ervan onvoorziene gevolgen hebben. Verder onderzoek is van cruciaal belang om te bepalen of de zuurstofproductie van vitaal belang is voor het leven in de diepzee en of mijnbouwactiviteiten dit kwetsbare milieu onherstelbaar zullen schaden.
De bevindingen van de expeditie zullen óf het bestaan van dit ongebruikelijke fenomeen bevestigen, óf bewijs leveren ertegen, wat uiteindelijk van invloed zal zijn op de toekomst van de winning van diepzeebronnen.
