Одна из первых вещей, которые вы узнаёте на уроке естествознания в начальной школе — кислород, поддерживающий жизнь на Земле, вырабатывают растения и водоросли в процессе фотосинтеза, используя сочетание двуокиси углерода и солнечного света. Но недавнее открытие феномена, который учёные прозвали «тёмным кислородом», может перевернуть с ног на голову классическое видение того, каким образом образуется этот жизненно важный элемент, а также что это может означать для происхождения жизни.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Geoscience 22 июля, месторождения полезных ископаемых, полиметаллических конкреций, расположенных на дне океана, вероятно способны генерировать кислород без какого-либо источника света. Эти конкреции находятся на глубине 20000 футов под поверхностью океана и по размеру варьируются от частицы до гальки величиной с человеческую ладонь. Поскольку в них содержатся сочетания кобальта, меди, лития и марганца, крупные добывающие компании давно положили на них глаз в качестве нетронутого источника заветных металлов, необходимых для производства батарей и другой электроники. Но, несмотря на их прибыльность для промышленного использования, оказывается, что они куда более важны для поддержания жизни океанических экосистем.
Первые симптомы, указывающие на то, что с полиметаллическими конкрециями происходит нечто странное, появились в северо-восточном регионе Тихого океана более 10 лет назад. Принимавший участие в экспедиции по сбору образцов в районе подводного морского хребта под названием Зона Кларион-Клиппертон, Эндрю Свитман из Шотландской ассоциации морских наук (SAMS) заметил, что оборудование даёт необычные показания.
«Когда мы получили первые данные, мы решили, что проблема в сенсорах, так как во всех когда либо проводившихся глубоководных исследованиях наблюдалось только поглощение кислорода, а не его синтез», — сказал Свитман в официальном сообщении. «Мы возвращались домой и перекалибровывали сенсоры, но в течение 10 лет эти странные данные по кислороду продолжали появляться». После контрольной проверки с помощью другого набора сенсоров Свитман со своей командой поняли, что наткнулись на «нечто революционное и неслыханное».
В 2023 году Свитман связался со специалистом по электрохимии из Северо-Западного университета Францем Гейгером по поводу странных данных и послал ему несколько килограммов полиметаллических конкреций. В морской воде для запуска электролиза, процесса разложения объекта на составляющие элементы, требуется всего 1,5 вольт, и, прикрепив сенсоры к одной из конкреций, Свитман и Гейгер обнаружили напряжение в 0,95 вольт. Это напряжение становилось ещё больше, когда они помещали формации рядом, подобно стопке батарей.
«Похоже, что мы обнаружили природную «геобатарею», — говорит в официальном сообщении Гейгер. — Эти геобатареи могут быть основанием для возможного объяснения синтеза тёмного кислорода в океане». Существование и вероятный источник этого тёмного кислорода может в результате переписать историю возникновения жизни на Земле. Как объясняет Свитман, эксперты давно обсуждают теорию о том, что аэробная жизнь на планете началась благодаря кислороду, вырабатываемому фотосинтезирующими организмами вроде ранних растений и водорослей. Теперь, когда они знают, что кислород может вырабатываться даже в беспросветных глубинах океана, эти теории могут потребовать пересмотра.
«Я думаю, нам следует пересмотреть вопросы вроде: «Откуда могла пойти аэробная жизнь?», — сказал Свитман.
Но полиметаллические конкреции не только могли помочь зародиться жизни на Земле, возможно они продолжают поддерживать её вблизи океанического дна. И в этом смысле возникает проблема их использования в качестве природного минерального ресурса. Гейгер объяснил в официальном сообщении, что в 2016 и 2017 годах исследования морскими биологами глубоководных зон, где в 1980-х годах велась добыча, обнаружили мёртвые зоны, где отсутствовали даже бактерии.
«Почему такие зоны остаются «мёртвыми» в течение десятилетий до сих пор неизвестно», — говорит Гейгер. — Однако, это — большая ложка дёгтя в бочке стратегий по разработке морского дна, поскольку разнообразие глубоководной океанической фауны в богатых конкрециями зонах выше, чем в самых богатых разнообразием тропических лесах».
К сожалению, всё биологическое разнообразие глубин океана мало значит для корпораций, которые рассматривают полиметаллические конкреции как потенциальную прибыль. Гейгер отмечает, что общая масса всех формаций в пределах 4500 миль в составе зоны Кларион-Клиппертон скорее всего достаточна для того, чтобы обеспечить мировые энергетические потребности на несколько десятилетий. Но, как уже показали бесчисленные примеры, разрушение одной, кажущейся отдалённой, экосистемы, может послужить началом повсеместных смертоносных и опасных цепных реакций.
«Нам нужно пересмотреть способы добычи этих материалов, чтобы не истощать источник кислорода, необходимый для глубоководных форм жизни», — предостерегает Гейгер.
Автор статьи — Эндрю Пол.
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Вам также может быть интересно: