Ученые возвращаются в глубины Тихого океана, чтобы разгадать удивительное открытие: металлические конкреции на морском дне, по-видимому, генерируют кислород в отсутствие солнечного света. Это явление «темного кислорода», впервые зафиксированное в 2024 году, вызвало споры вокруг предложений о глубоководной добыче полезных ископаемых, поднимая вопросы о возможном нарушении ранее неизвестной экосистемы.
Неожиданное Открытие
На протяжении десятилетий ученые полагали, что производство кислорода в глубоком океане в основном зависит от опускающегося органического вещества с поверхности. Однако исследователи обнаружили, что конкреции размером с картофелину в Кларион-Клиппертонской зоне (ККЗ) – ключевом районе для глубоководной добычи полезных ископаемых – активно производят кислород, несмотря на полную темноту. Это открытие бросает вызов устоявшимся представлениям о системах жизнеобеспечения морских обитателей и вносит критические неизвестные в отношении глубоководных экосистем.
ККЗ особенно важна, поскольку содержит огромные запасы ценных металлов, таких как кобальт, никель и марганец, что делает ее приоритетной целью для горнодобывающих компаний, стремящихся извлечь ресурсы для аккумуляторов электромобилей и других технологий.
Как Это Работает?
Ведущая гипотеза предполагает, что металлические слои внутри конкреций создают электрический ток при контакте с морской водой. Этот ток может затем расщеплять молекулы воды на водород и кислород посредством электролиза – процесса, который ранее считался невозможным в таких условиях.
Исследователи измерили напряжения до 0,95 вольт на поверхности конкреций – достаточное для потенциального запуска электролиза, особенно если несколько конкреций действуют как объединенный источник питания. Теперь они развернут передовые посадочные аппараты, оснащенные для измерения потоков кислорода, уровня pH и сбора кернов отложений для детального анализа. Аппараты опустятся на глубины, превышающие 10 000 метров, где давление достигает 400 атмосфер (подобное тому, которое привело к разрушению батискафа «Титан»).
Роль Микробов
Конкреции также содержат поразительное разнообразие микробов – до 100 миллионов на конкрецию. Ученые будут использовать секвенирование ДНК и микроскопию, чтобы определить, играют ли эти микроорганизмы какую-либо роль в производстве кислорода или других критических процессах. Огромное количество неизвестных видов говорит о том, что глубоководье может хранить секреты, способные изменить наше понимание жизни на Земле.
Сопротивление Индустрии и Научная Строгость
Компании по глубоководной добыче полезных ископаемых, в том числе The Metals Company, опровергли эти выводы, предположив, что наблюдаемый кислород может быть загрязнением от поверхностного воздуха, переносимого посадочными аппаратами. Исследователи под руководством Эндрю Свитмана из Шотландской ассоциации морских наук возражают, что их данные – собранные в 65 экспериментах, в 90% из которых показано производство кислорода – подтверждают существование «темного кислорода». Ответная статья в настоящее время проходит рецензирование в Nature Geosciences.
Свитман признает заинтересованность отрасли в дискредитации исследований, заявляя, что существует коммерческое давление, чтобы заставить замолчать это направление исследований. Международный орган по морскому дну ООН еще не решил, будет ли разрешена глубоководная добыча полезных ископаемых, но некоторые страны, включая США при бывшем президенте Трампе, выразили поддержку добыче ресурсов.
Ставки Высоки
Открытие «темного кислорода» усложняет дебаты о глубоководной добыче полезных ископаемых. Если эти конкреции поддерживают уникальную экосистему, их нарушение может иметь непредвиденные последствия. Дальнейшие исследования имеют решающее значение для определения того, имеет ли производство кислорода жизненно важное значение для глубоководных обитателей и нанесет ли добыча непоправимый ущерб этой хрупкой среде.
Результаты экспедиции либо подтвердят существование этого необычного явления, либо предоставят доказательства обратного, в конечном итоге влияя на будущее добычи ресурсов в глубоководье.
