Кислород оказался там, где его быть не должно. Теперь начинается поиск ответов

Открытие, объявленное в июле, опровергло многие научные теории и привлекло внимание всего академического мира. Согласно первому исследованию, металлические конкреции размером с картофель, расположенные на глубине 4000 метров в зоне Кларион-Клиппертон (ЗКК) в Тихом океане, будут генерировать кислород туда, куда вообще не проникает солнечный свет. Эти образования, богатые такими металлами, как марганец, медь, кобальт и никель, по-видимому, вызывают явление электролиза, расщепляя морскую воду на кислород и водород.

Хотя идея о том, что кислород может образовываться без помощи фотосинтеза, до недавнего времени была спорной темой, «темный кислород» (как его назвали исследователи) предполагает существование необычных природных механизмов. Это явление было встречено в научном сообществе со смесью энтузиазма и скептицизма, но исследователи убеждены, что уже имеется достаточно доказательств того, что процесс генерации кислорода в областях, полностью лишенных света, реален.

Неожиданное явление на глубине тысяч метров

Первые сигналы поступили от работы профессора Эндрю Свитмана из Шотландской ассоциации морских наук в Великобритании. Вместе со своей командой Свитман изучал металлические конкреции в Кларион-Клиппертоне и обнаружил выработку кислорода посредством процесса, напоминающего электролиз. Эти конкреции, формировавшиеся на протяжении миллионов лет, по-видимому, обладают спонтанными электрическими свойствами, достаточно сильными, чтобы расщеплять соленую воду на кислород и водород.

Тот же исследователь инициировал трехлетний проект, финансируемый фондом Nippon Foundation на 2,7 миллиона долларов, с целью выяснить, как именно появляется этот «темный кислород». Команда использует специально разработанное оборудование, чтобы спускаться на глубину до 11 000 метров, глубину, аналогичную Марианской впадине. Свитман отмечает, что каждая новая информация открывает новые вопросы, и следующим шагом будет проверка, повторяется ли это явление в других регионах океана.

Кроме того, учёных интересует, играют ли микробные реакции значительную роль в производстве этих молекул кислорода. Предполагается, что выделяющийся при этом водород может служить источником энергии для экстремофильных микроорганизмов, обитающих на глубине, и это могло бы объяснить, как эти экосистемы функционируют в среде, явно враждебной для жизни, пишет CNN.

Будущие направления исследований и последствия

Это явление не уникально для глубокого моря. Эмиль Рафф, микробиолог из Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоуле, обнаружил кислород в образцах пресной воды, изолированных из атмосферы Земли более 40 000 лет назад в Альберте (Канада). Его результаты показывают, что некоторые микроорганизмы обладают способностью производить кислород посредством химических реакций, не требующих света, что поднимает вопросы о том, насколько широко распространено это явление в природе.

Существующие теории предлагают несколько механизмов, которые могут объяснить появление кислорода в бессветовой среде: от радиолиза (расщепления молекул воды под действием радиоактивности) до различных микробных реакций с использованием таких соединений, как нитриты. Знание этих процессов необходимо не только для понимания глубин океана, но и для поиска внеземной жизни. НАСА с интересом смотрит на эти открытия, считая, что «темный кислород» может быть показателем того, как жизнь могла появиться и сохраниться на ледяных планетах или спутниках, таких как Энцелад или Европа.

Однако существование металлических конкреций, богатых кобальтом, никелем и другими элементами, также привлекло интерес морских горнодобывающих компаний, заинтересованных в использовании ресурсов для экологически чистых технологий. Критики предупреждают, что массовая эксплуатация этих глубоководных районов может разрушить пока еще малоизвестные экосистемы и повлиять на запасы углерода в океане, что может иметь серьезные последствия для климата.

Пока ученые пытаются воспроизвести явления, наблюдаемые Свитманом, и подтвердить механизмы производства кислорода, споры об эксплуатации океанов накаляются. На данный момент исследования продолжаются, и окончательные выводы потребуют времени и дальнейших исследований. Однако несомненно то, что мы открыли совершенно новую главу о том, как природе удается генерировать и поддерживать кислород в местах, где до сих пор никто не считал это возможным.