کشف غیرمنتظرۀ «اکسیژن تاریک» در اعماق اقیانوس آرام

فرادید| تحقیقات جدید نشان می‌دهد توده‌های فلزی به اندازه سیب‌زمینی که در کف اقیانوس آرام پخش شده‌اند، در تاریکی کامل و بدون هیچ کمکی از موجودات زنده، اکسیژن تولید می‌کنند. 

به گزارش فرادید، کشف این اکسیژن در اعماق دریا که «اکسیژن تاریک» نامیده می‌شود، نخستین فرصتی است که محققان توانسته‌اند تولید اکسیژن را بدون دخالت ارگانیسم‌ها مشاهده کنند و آنچه را که درباره پیدایش حیات روی زمین می‌دانستند به چالش بکشند. 

اَندرو سوئیتمَن، سرپرست تیم تحقیق و پروفسور و رهبر اکولوژی بستر دریا گفته: «وقتی برای نخستین بار این اطلاعات تازه را به دست آوردیم، فکر کردیم حسگرها معیوب هستند، چون هر مطالعه‌ای که تا به حال در اعماق دریا انجام شده، فقط شاهد مصرف اکسیژن بوده نه تولید آن!». اما وقتی ابزارها مرتب نتیجه یکسانی را نشان دادند، سوئیتمَن و همکارانش دریافتند با یک چیز جدید روبرو هستند که قبلاً فکرش را هم نمی‌کردند. 

نتایج که دوشنبه (۲۲ ژوئیه) در مجله Nature Geoscience منتشر شد، نشان می‌دهد توده‌های فلزی کوچکی که در منطقه کلاریون-کلیپرتون (CCZ) شمال اقیانوس آرام یافت شدند، اکسیژن را از طریق الکترولیز آب دریا تولید می‌کنند، جایی که آب دریا در حضور یک بار الکتریکی به اکسیژن و هیدروژن تقسیم می‌شود. بر اساس این مطالعه، این بار ممکن است از اختلاف پتانسیل الکتریکی موجود بین یون‌های فلزی درون توده‌ها ایجاد شود که منجر به توزیع مجدد الکترون‌ها می‌شود. 

توده‌های به اصطلاح چندفلزی در دشت‌های مغاکی اقیانوس رایج هستند، نواحی هموار بستر دریا بین ۳۰۰۰ تا ۶۰۰۰ متر زیر سطح اقیانوس. این توده‌ها در اصل حاوی اکسیدهای آهن و منگنز هستند، اما فلزاتی نظیر کبالت، نیکل و لیتیوم و همچنین عناصر خاکی کمیاب مانند سریم که اجزای ضروری الکترونیک و فناوری‌های کم‌کربن هستند را هم در خود جای می‌دهند. 

سوئیتمن و همکارانش ابتدا تصمیم گرفتند اثرات بالقوه‌ی استخراج توده‌های چندفلزی روی اکوسیستم بستر دریا در منطقه CCZ را مطالعه کنند؛ یک دشت مغاکی که ۴.۵ میلیون کیلومتر مربع بین هاوایی و مکزیک را در بر می‌گیرد. تیم به عنوان بخشی از این ارزیابی، تغییرات در غلظت اکسیژن را با استفاده از اتاق‌های آزمایشی خاص در مکان‌های مختلف سنجید. به طور معمول، سطوح اکسیژن هر قدر دانشمندان در اعماق بیشتری در اقیانوس نگاه کنند کاهش می‌یابد، چون نور کمتر می‌شود، به این معنا که ارگانیسم‌های فتوسنتزی کمتری وجود دارند و بنابراین تولید اکسیژن کمتری اتفاق می‌افتد. اما به جای کاهش موردانتظار در اکسیژن، داده‌ها انتشارهای ثابتی از بستر دریا را نشان دادند. 

توده‌های چندفلزی میلیون‌ها سال پیش در بستر دریا رسوب کرده‌اند و هر میلیون سال حدود ۲ میلی‌متر رشد می‌کنند

کشف اکسیژن تاریک در ۴۰۰۰ متری زیر امواج، جایی که هیچ نوری وجود ندارد، این باور دانشمندان را به چالش کشید که اکسیژن زمین به طور طبیعی تنها از طریق فتوسنتز و از طریق اکسیدشدن آمونیاک تولید می‌شود. سوئیتمن گفت که این کشف به نوبه خود پرسش‌های جدیدی را در مورد منشأ حیات روی زمین در حدود ۳.۷ میلیارد سال پیش ایجاد میکند. 

«برای شروع حیات هوازی در این سیاره، اکسیژن باید وجود داشته باشد و درک ما تا به حال این بوده که تأمین اکسیژن زمین با موجودات فتوسنتزی آغاز شده است. اما حالا می‌دانیم اکسیژن در اعماق دریا هم تولید می‌شود، جایی که هیچ نوری وجود ندارد. بنابراین فکر می‌کنم باید دوباره به پرسش‌هایی مانند این فکر کنیم که زندگی هوازی از کجا شروع شده است؟» 

به گفته سوئیتمن، نتایج نگرانی‌های جدیدی را نیز در مورد استخراج بالقوه گره‌های چندفلزی ایجاد کرده که می‌تواند منبع حیاتی اکسیژن برای اکوسیستم‌های اعماق دریا باشد. 

«ما با این کشف، به پرسش‌های بی‌پاسخ زیادی رسیدیم و فکر می‌کنم در مورد چگونگی استخراج این توده‌ها که در واقع باتری‌هایی درون یک سنگ هستند، باید چیزهای زیادی را در نظر بگیریم.»

مترجم: زهرا ذوالقدر