Исследование: на дне океана вырабатывается «темный» кислород

В зоне кислородного минимума в морской воде почти нет кислорода. Фото: Krysten Merriman

Долгое время считалось, что единственными источниками кислорода на Земле были растения и другая фотосинтетическая жизнь типа цианобактерий. Исследование, опубликованное в Nature Geoscience, оспаривает эту точку зрения, показывая, что полиметаллические конкреции — небольшие куски минералов, обнаруженные на морском дне, — могут быть еще одним источником.

Ученые сделали это открытие, отбирая пробы морского дна в зоне Кларион-Клиппертон — разломе, растянувшемся на >7000 километров в восточной части Тихого океана. Когда они обнаружили кислород на глубине почти четыре километра под водой, где невозможен фотосинтез, пришли к выводу, что источником этого «темного» кислорода были полиметаллические конкреции.

Как это работает

В сочетании с соленой водой ржавчина может генерировать электричество, достаточное для освобождения атома кислорода из молекулы воды. Ученые предположили, что конкреции могут выполнять ту же функцию. В ходе лабораторных экспериментов было доказано, что одна конкреция производит около одного вольта электричества. Когда конкреции собираются вместе, они могут генерировать достаточно электричества, чтобы расщепить морскую воду. Этот химический процесс известен как электролиз.

Данное открытие добавляет еще один нюанс к планам по добыче полиметаллических конкреций, которые содержат многие металлы, используемые для аккумуляторов электромобилей. 16 компаний уже подали заявки на добычу в зоне Кларион-Клиппертон (область между Гавайями и Мексикой). В этом разломе достаточно конкреций, чтобы удовлетворить мировой спрос на цветные металлы для электромобилей на десятки лет вперед.

Полиметаллические конкреции на морском дне

Полиметаллические конкреции на морском дне. Фото: NOAA

Почему это важно

Ранее мы писали, что война в Украине задерживает глобальное внедрение низкоуглеродных технологий по всему миру. Российские цветные металлы жизненно важны для производства электромобилей, умных сетей, солнечных батарей и ветряных турбин, необходимых для борьбы с изменением климата. Они используются буквально во всём: от смартфонов до самолетов.

«Полиметаллические конкреции, которые производят „темный“ кислород, содержат такие металлы, как кобальт, никель, медь, литий и марганец. Это критически важные элементы для батарей электромобилей, — сказал соавтор исследования Франц Гейгер, профессор химии в Северо-Западном университете США. — Нам нужно придумать, как добывать эти материалы, не лишая кислорода глубоководные организмы».

Многие рассматривают дно моря как водяную пустыню. На самом деле там встречаются разнообразные экосистемы, но чаще всего организмы в них очень маленькие. Например, в зоне конкреций Кларион-Клиппертон большинство видов вырастает всего до нескольких миллиметров. Может казаться, что она не заселена просто потому, что мы не видим там крупных харизматичных животных. Глубоководная разработка морского дна разрушит эти экосистемы.

Последствия открытия

Возможность получения «темного» кислорода электролизом ставит под сомнение существующие модели развития биологической жизни на Земле. До сих пор подобные теории предполагали, что весь кислород планеты был получен высшими растениями и водорослями в результате фотосинтеза.

Поддержи
Ecocosm
Некоммерческий просветительский проект
об экологии, ответственных путешествиях
и влиянии человека на природу