Sötét oxigén: 4000 méterrel a tengerszint alatt a tudósok megdöbbentő jelenséget fedeztek fel

A mélytenger nagyobb részt feltáratlan birodalma még sok meglepetéssel szolgál, ilyen a sötét oxigén is

Fotó: YouTube

Hawaii és Mexikó nyugati partja között a Csendes-óceán mélyén húzódik egy 4,5 millió négyzetkilométeres kiterjedésű mélytengeri fenéksíkság, amelyet a Clarion és a Clipperton törészóna határol, és amit erről Clarion-Clipperton zónaként (CCZ) tartanak számon az oceanográfusok. Noha ez a mélytengeri régió egy rendkívül gazdag ökoszisztéma, amely rengeteg tengeri élőlénynek ad otthont, a CCZ mégis leginkább azokról az aljzaton heverő burgonyaméretű kőgumókról, a sötét oxigén forrásairól ismert, amelyeket polifémes csomókként is emlegetnek.

A sötét oxigén lelőhelyén, a Clarion-Clipperton zóna (CCZ) néven ismert mélytengeri fenéksíkságon olyan burgonya méretű, több fémet is tartalmazó gumók találhatók rendkívül nagy mennyiségben, amelyek óriási lehetőséget jelentenek a zöldenergia átmenetéhez szükséges nyersanyagokat kereső bányavállalatok számára.

• Egy új tanulmány, ami ezeket a fémben gazdag gumókat elemzi, feltárja, hogy e képződmények „sötét oxigént” képesek előállítani 4000 méterrel a tengerszint alatt, ahová a fény nem éri le,
• Bár az új kutatás felforgathatja a földi élet kialakulásának megértését az abisszikus oxigéntermelés felfedezésével, a tanulmány a mélytengeri bányászat szabályozásáról szóló vitákat is tovább bonyolítja, mivel bemutatja, valójában milyen keveset tudunk még az óceán mélyéről.

A sötét oxigén a tenger alatti ökoszisztéma sokszínűségében is szerepet játszhat
Fotó: Scottish Association for Marine Science

Sötét oxigén - hol találták meg?

Ezek a rendkívül különleges gumók - amelyekből potenciálisan több milliárd lehet a Clarion-Clipperton zóna mélytengeri aljzatán-, tele vannak gazdag nikkel-, mangán-, réz-, cink- és kobaltlerakódásokkal. Ezek a mélytengeri fémek létfontosságúak a zöldenergia és az energiaválság jövője szempontjából, mint az energiaellátásához szükséges akkumulátorok fontos alapanyagai, ami miatt egyes bányavállalatok ezeket a gumókat egyenesen „ sziklába zárt akkumulátornak” nevezik.

A sötét oxigén forrásai a  Csendes-óceán mélyén fekvő fémekben gazdag gumók
Fotó: Carolyn Cole/Getty

 Egy új tanulmány azonban arról számol be, hogy ezek a különleges gumók sokkal többet jelentenek, mint az elektromos autók akkumulátoraihoz szükséges fémek forrásai, mivel döbbenetes módon oxigént is termelnek 4000 méterrel a felszín alatt, abban a régióban, ahová nem jut le a napfény, és emiatt e mélységekben nem léteznek fotoszintetizáló szervezetek. A „sötét oxigén” - ahogy nevezik –, e a váratlan forrása nemcsak a megújuló energia miatt fontos, hanem újradefiniálja a gumók rendkívüli ökológiai szerepét a mélytengeri élet diverzitásában. 

A nagy mélységek, a tenger alatti ökoszisztéma világa számos élőénynek ad otthont abban a zónában, ahová már nem jut le a fény
Fotó:  Deep Sea Creatures

A CCZ zóna különös gumói nem csak azt írhatják át, hogy hogyan keletkezett a földi élet , hanem a Naprendszeren belüli életlehetőségeket is más megvilágításba helyezhetik olyan holdakon például, mint az Enceladus vagy az Europa. A forradalmi jelentőségű kutatás eredményeit a Nature Geoscience folyóiratban tették közzé.

Hogyan változtatta meg az új tanulmány az élet kialakulásának elméletét?

Andrew Sweetman, a Skót Tengertudományi Szövetség mélytengeri ökológusa és a tanulmány vezető szerzője  sajtónyilatkozatában a követezőket írta a felfedezés jelentőségéről: „Ahhoz, hogy az aerob élet elinduljon a bolygón, oxigénnek kell lennie, és azt értjük is, hogy a Föld oxigénellátása a fotoszintetikus organizmusokkal kezdődött el. De ma már azt is tudjuk, hogy a mélytengerben is termelődik oxigén, ott, ahol nincs fény. Ezért úgy gondolom, hogy újra meg kell vizsgálnunk azt a kérdést, hogy hol kezdődhetett az aerob élet?” E fontos felfedezés felé vezető út több mint egy évtizede kezdődött, amikor Sweetman elkezdte elemezni az oxigénszint csökkenését az óceán mélyén. 

A sztromatolitok (kék alga telepek) a Föld legősibb élőlényei közé tartoznak. A földi élet keletkezése a tudomány egyik nagy kérdése
Fotó: Mint Images/Frans Lanting

Ezért is volt meglepő, amikor 2013-ban az érzékelők megnövekedett oxigénszintet jeleztek a Csendes-óceán Clarion-Clipperton zónájának mélyén. Akkoriban Sweetman még nem gondolt a mélytengeri kőzetek lehetséges oxigéntermelési tulajdonságára, ezért elvetette az erre vonatkozó adatokat, amiket mérési hibának vélt, de a későbbi kutatások kimutatták, hogy a CCZ mélytengeri fenéksíkságán valamilyen módon oxigén termelődik. Andrew Sweetman azon kezdett el töprengeni, hogy a fenéksíkság gumóiban talált fémek valamiféle „geoakkumulátorként” működnek-e azáltal, hogy tengervíz-elektrolízissel választják szét a hidrogént és az oxigént.

Egy mélytengeri csalánozó a Clarion-Clipperton törésöv mélységeien. A fenéksíkságon jól látahtók a sötét oxigén forrásai, a fémekben gazdag gumók
Fotó: NOAA

 Egy 2023-as tanulmány kimutatta, hogy különféle baktériumok és archeák képesek „sötét oxigént” létrehozni, ezért Sweetman és csapata laboratóriumban modellezte a CCZ fenéksíkságának körülményeit, és higany-kloriddal minden mikroorganizmust elpusztított, ám ennek ellenére meglepő módon az oxigénszint tovább emelkedett. A Scientific American szaklapban írtak szerint Sweetman nagyjából 0,95 voltos feszültséget mért a gumók felületén, ami valószínűleg a különböző lerakódások szabálytalan növekedése során keletkezik, és ez a természetes töltés már elegendő a tengervíz hidrolíziséhez.

Hogyan oldaná meg a sötét oxigén az energiaválságot?

Ez a felfedezés még tovább fokozza azt az amúgy is parázs vitát arról, hogy mi legyen a Clarion-Clipperton zóna aljzatát elborító „sötét oxigént” termelő gumók sorsa. Az olyan bányavállalatok, mint például a Metals Company - amelynek vezérigazgatója alkotta meg az „sziklaakkumulátor” kifejezést-, a gumók kitermelésében látják az egyik választ az energiaválság megoldására, és a zöldenergia egyik új forrására. 

Egy "mélytengeri füstölő". A mélytengeri bányászat hatásai még nem kellően tisztázottak 
Fotó: NOAA

Huszonöt ország azonban azt szeretné, hogy az irányító testület – a Nemzetközi Tengerfenék Hatóság Tanácsa – moratóriumot, vagy legalábbis elővigyázatossági szünetet vezessen be a kitermelés megkezdésére, hogy további kutatásokat lehessen elvégezni annak kiderítésére, hogy a csomók ipari méretű bányászatának milyen hatása lehet a tenger alatti ökoszisztémára. Ez létfontosságú a szakértők szerint, tekintve, hogy a világ tengerei már most is számos éghajlati kihívással néznek szembe, beleértve a savasodást, az oxigénszint csökkenését és a szennyezést. Válaszul a felfedezésre, a Scripps Oceanográfiai Intézet munkatársa, Lisa Levin, aki nem vett részt a tanulmányban, a Mélytengeri Természetvédelmi Koalícióhoz intézett megjegyzésében kiemelte, miért lenne annyira fontos a moratórium a Clarion-Clipperton zóna mélytengeri gumóinak védelmében: 

A világtenger a Föld utolsó nagy fehér foltja
Fotó: Kék Bolygó/Kováts Kinga

„ Ez kiváló példa arra, hogy mit jelent a mélyóceán mint határ, bolygónk viszonylag feltáratlan részeként. Még mindig vannak olyan új felfedezések, amik megkérdőjelezik mindazt, amit az óceánban kialakult életről tudunk. A polifémes gumók általi mélytengeri oxigéntermelés olyan új ökoszisztéma-funkció, amelyet figyelembe kell venni a mélytengeri bányászat hatásainak értékelésekor. Ezek az eredmények rávilágítanak a független mélytengeri tudományos kutatások előmozdításának fontosságára a világóceánt érintő gazdaságpolitika megalapozása érdekében is.”