اكتشف العلماء “الأكسجين الداكن” الذي يتم إنتاجه بدون ضوء في أعماق البحار

وقال بو باركر جورجنسن، عالم الكيمياء الحيوية البحرية الذي لم يشارك في البحث ولكنه راجع الدراسة، في مقابلة إن هذه النتيجة كانت “غير عادية للغاية”.

يمكن أن يكون لهذه النتائج آثار على صناعة التعدين في أعماق البحار، والتي ينبغي أن تسمح للاعبين باستكشاف أعماق المحيط واستعادة المعادن التي تشكل عقيدات متعددة المعادن. مثل هذه المعادن تعتبر حاسمة لتحول الطاقة الخضراء. علماء البيئة وغيرهم العلماء يعتقد التعدين في أعماق البحار أمر خطير لأنه يمكن أن يعطل النظم البيئية بطرق لا يمكن التنبؤ بها ويؤثر على قدرة المحيطات على المساعدة في السيطرة على تغير المناخ. تلقت الدراسة تمويلًا من المنظمات المشاركة في أبحاث التعدين في قاع البحار.

عندما سجل أندرو سويتمان، المؤلف الرئيسي للدراسة، لأول مرة قياسات غير عادية للأكسجين من قاع المحيط الهادئ في عام 2013، اعتقد أن معداته البحثية كانت معطلة.

وقال سويتمان، رئيس مجموعة أبحاث البيئة الساحلية والكيمياء الحيوية في الجمعية الاسكتلندية: “لقد أخبرت طلابي بشكل أساسي، أن يعيدوا أجهزة الاستشعار إلى الصندوق. ونعيدها إلى الشركة المصنعة ويتم اختبارها لأنها تبدو غبية بالنسبة لنا”. لعلوم البحار. قال لشبكة سي إن إن. “في كل مرة تعود الشركة المصنعة:” إنهم يعملون. لقد تمت معايرتهم “.

وفي عامي 2021 و2022، عاد سويتمان وفريقه إلى منطقة كلاريون كليبرتون، المعروفة باحتوائها على أكبر عدد من العقيدات المتعددة المعادن في وسط المحيط الهادئ. وعلى أمل أن تعمل أجهزة الاستشعار، قاموا بإنزال الجهاز، الذي يضع صناديق صغيرة في الرواسب، على ارتفاع أكثر من 13000 قدم. وبقيت الصناديق هناك لمدة 47 ساعة، لإجراء التجارب وقياس كمية الأكسجين التي تستهلكها الميكروبات التي تعيش هناك.

وبدلاً من انخفاض مستويات الأكسجين، ارتفعت مستويات الأكسجين، مما يشير إلى أنه تم إنتاج كمية من الأكسجين أكثر مما يتم استهلاكه.

يفترض الباحثون أن النشاط الكهروكيميائي للمعادن المختلفة هو الذي يشكل العقيدات المتعددة المعادن. وقال توبياس هان، أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة، في مقابلة، إن المسؤولين عن إنتاج الأكسجين – الذي يتم قياسه بواسطة أجهزة الاستشعار – مثل البطارية حيث تتدفق الإلكترونات من قطب كهربائي إلى آخر، مما يخلق تيارًا.

وقال هان، الذي ركز بشكل خاص على أجهزة الاستشعار المستخدمة في تجارب المسبار، إن هذه الفرضية ستضيف طبقة إلى فهمنا لكيفية تطور الحياة تحت البحر. وقال: “لأن الأكسجين تم جلبه إلى الأرض من خلال عملية التمثيل الضوئي، اعتقدنا أن الحياة على الأرض بدأت عندما بدأت عملية التمثيل الضوئي. في الواقع، هذه العملية الكهروكيميائية المتمثلة في تقسيم الماء إلى أكسجين وهيدروجين زودت المحيط بالأكسجين”.

وأضاف: “قد يكون هذا نوعًا من تغيير قواعد اللعبة في قصة كيف بدأت الحياة”.

أ بيان صحفي حول الدراسة وقال إن النتائج التي توصلت إليها “تتحدى الافتراضات القائمة منذ فترة طويلة بأن الكائنات الحية التي تقوم بالتمثيل الضوئي مثل النباتات والطحالب هي فقط التي تنتج الأكسجين في الأرض”.

لكن إذا تم تأكيد هذا الاكتشاف، قال فرانز جيجر “علينا أن نعيد التفكير في كيفية استخراج الكوبالت والنيكل والنحاس والليثيوم والمنغنيز” تحت الماء، “حتى لا نستنفد مصدر الأكسجين للحياة في أعماق البحار”. ، أستاذ الكيمياء في جامعة نورث وسترن وأحد المؤلفين المشاركين في الدراسة في المنشور.

وقال جيجر إن التعدين تحت سطح البحر في الثمانينيات كان بمثابة قصة تحذيرية. وعندما زار علماء الأحياء البحرية مثل هذه المواقع بعد عقود من الزمن، “وجدوا أنه لم يتم العثور حتى على البكتيريا”. ولكن في المناطق غير الملغومة، “ازدهرت الحياة البحرية”.

وقال: “لماذا تستمر هذه “المناطق الميتة” لعقود من الزمن لا يزال مجهولا”. لكنه قال إن الواقع الذي يفعلونه هو أن التعدين في قاع البحر في المناطق التي تحتوي على عقيدات متعددة المعادن الوفيرة ضار بشكل خاص، لأن تلك المناطق بها تنوع حيواني أكثر من “الغابات المطيرة الاستوائية شديدة التنوع”.

وقال هان إنه على الرغم من أن الدراسة تشير إلى مسار جديد مثير للاهتمام لاستدامة الحياة تحت البحر، إلا أن العديد من الأسئلة لا تزال قائمة. وقال: “لا نعرف مقدار “الأكسجين الداكن” الذي يمكن أن تنتجه هذه العملية، وكيف يؤثر على العقيدات المتعددة المعادن، أو عدد العقيدات اللازمة لتنشيط إنتاج الأكسجين”.

وقال باركر يورجنسن إنه على الرغم من أن منهجية البحث قوية، إلا أن هناك نقصًا في فهم ما يحدث ونوع العملية.