גושים מתכתיים בגודל תפוח אדמה הפזורים על פני קרקעית האוקיינוס השקט מייצרים חמצן בחושך מוחלט וללא כל עזרה מאורגניזמים חיים, כך מגלה מחקר חדש.
גילוי החמצן הזה בים העמוק, המכונה "חמצן חשוך" ("dark oxygen"), הוא הפעם הראשונה אי פעם שמדענים צפו בחמצן שנוצר ללא מעורבות של אורגניזמים ומאתגר את מה שאנו יודעים על הופעת החיים על פני כדור הארץ, אומרים חוקרים.
"כשקיבלנו את הנתונים האלה לראשונה, חשבנו שהחיישנים פגומים, מכיוון שכל מחקר שנעשה אי פעם בים העמוק ראה רק חמצן נצרך ולא מיוצר", אמר מחבר המחקר אנדרו סוויטמן (Andrew Sweetman), פרופסור ומוביל באקולוגיה של קרקעית הים. קבוצת מחקר ביוגיאוכימיה באגודה הסקוטית למדעי הים (SAMS), בהצהרה. אבל כשהמכשירים לא הפסיקו להראות את אותן תוצאות, סוויטמן ועמיתיו ידעו שהם "עלו על משהו פורץ דרך שלא חשבו עליו", אמר.
התוצאות, שפורסמו ביום שני (22 ביולי) בכתב העת Nature Geoscience, מצביעות על כך שגושים מתכתיים קטנים שנמצאים באזור קלריון-קליפרטון (Clarion-Clipperton Zone) בצפון האוקיינוס השקט מייצרים חמצן באמצעות אלקטרוליזה של מי ים, בה מי ים מתפצלים לחמצן ומימן בנוכחות מטען חשמלי. מטען זה עשוי לנבוע מההבדל בפוטנציאל החשמלי הקיים בין יוני מתכת בתוך הגושים, מה שמוביל לחלוקה מחדש של אלקטרונים, לפי המחקר.
מה שנקרא נודולות מנגן (polymetallic nodules) נפוצים במישורי המצולות של האוקיינוס, שהם אזורים שטוחים של קרקעית הים בין 3,000 עד 6,000 מטר מתחת לפני האוקיינוס. גושים אלה מכילים בעיקר תחמוצות של ברזל ומנגן, אך הם מכילים גם מתכות כמו קובלט, ניקל וליתיום, כמו גם יסודות נדירים כמו צריום שהם מרכיבים חיוניים של אלקטרוניקה וטכנולוגיות דלות פחמן.
סוויטמן ועמיתיו יצאו במקור לחקור את ההשפעות הפוטנציאליות של כריית נודולות מנגן על המערכת האקולוגית של קרקעית הים באזור קלריון-קליפרטון, מישור מצולות המשתרע על פני 4.5 מיליון קמ"ר בין הוואי למקסיקו. כחלק מהערכה זו, הצוות מדד שינויים בריכוזי החמצן באמצעות תאי ניסוי מיוחדים במספר מיקומים. בדרך כלל, רמות החמצן יורדות ככל שמדענים צופים עמוק יותר באוקיינוס, מכיוון שפחות אור זמין, כלומר יש פחות אורגניזמים פוטוסינתטיים ולכן ייצור חמצן נמוך יותר. אבל במקום הירידה הצפויה בחמצן, הנתונים הראו פליטות קבועות מקרקעית הים.
הגילוי של חמצן חשוך 4,000 מ' מתחת לפני הים, שם שום אור לא יכול לחדור, מאתגר את אמונתם של המדענים שהחמצן של כדור הארץ מופק באופן טבעי רק באמצעות פוטוסינתזה (ובאמצעות חמצון אמוניה, אבל זה מביא לכמויות זעירות שנצרכות מיד). זה, בתורו, מעלה שאלות חדשות לגבי מקורות החיים על פני כדור הארץ לפני כ-3.7 מיליארד שנים, אמר סוויטמן.
"כדי שהחיים האווירנים יתחילו על הפלנטה, צריך להיות חמצן וההבנה שלנו הייתה שאספקת החמצן של כדור הארץ התחילה באורגניזם פוטוסינתטי" הוא אמר. "אבל עכשיו אנחנו יודעים שיש חמצן המיוצר בים העמוק, שבו אין אור. לכן אני חושב שעלינו לבחון שוב שאלות כמו: היכן החיים האווירנים יכלו להתחיל?"
התוצאות גם מעלות חששות חדשים לגבי כריית נודולות מנגן שעשויים לייצג מקור חיוני של חמצן למערכות אקולוגיות במעמקי הים, אמר סוויטמן. "דרך הגילוי הזה, יצרנו שאלות רבות ללא מענה ואני חושב שיש לנו הרבה על מה לחשוב במונחים של האופן שבו אנו כורים את הנודולות האלה, שהם למעשה סוללות בסלעים".
מקורות:
Commentaires