Zuurstof, het molecuul dat intelligent leven zoals wij dat kennen ondersteunt, wordt grotendeels door planten gemaakt. Of ze nu onder water of op het land zijn, ze doen dit door koolstofdioxide te fotosynthetiseren. Echter, een recente studie toont aan dat zuurstof kan worden geproduceerd zonder dat er leven nodig is op diepten waar licht niet kan komen.
De auteurs van een recente publicatie in Nature Geoscience verzamelden monsters van sedimenten in de diepe oceaan om de snelheid van het zuurstofverbruik op de zeebodem te bepalen via zaken als organismen of sedimenten die kunnen reageren met zuurstof. Maar in verschillende van hun experimenten ontdekten ze dat de hoeveelheid zuurstof toenam in plaats van af te nemen zoals ze hadden verwacht. Hierdoor vroegen ze zich af hoe deze zuurstof werd geproduceerd.
Ze ontdekten dat deze “donkere” zuurstofproductie op de zeebodem alleen lijkt te gebeuren in de aanwezigheid van zogenaamde mineraalconcentraten polymetallische knobbeltjes en afzettingen van metalen die metaalhoudende sedimenten worden genoemd. De auteurs denken dat de knobbeltjes het juiste mengsel van metalen hebben en zo dicht opeengepakt zijn dat er een elektrische stroom doorheen kan gaan. elektrolysewaardoor er voldoende energie ontstaat om waterstof (H) en zuurstof (O) van water (H₂O) te scheiden.
De auteurs suggereerden ook dat de hoeveelheid gecreëerde zuurstof kan fluctueren, afhankelijk van het aantal en de mix van knobbeltjes op de oceaanbodem.
Dit onderzoeksteam probeerde de implicaties te begrijpen van het winnen van metalen uit de diepzeebodem, zoals lithium, kobalt of koper, gefinancierd door een winningsbedrijf in een poging ervoor te zorgen dat diepzeemijnbouw leidt tot een netto voordeel voor de mensheid en de mensheid. Aarde systeem. Lithium en kobalt worden bijvoorbeeld gebruikt om oplaadbare batterijen te maken voor mobiele telefoons, laptops en elektrische voertuigen. Koper is van vitaal belang voor de elektrische bedrading in apparaten zoals tv's en radio's, en voor dakbedekking en loodgieterswerk.
Het onderzoek was gericht op de Clarion-Clipperton-zone van de Stille Oceaan, een uitgestrekte vlakte tussen Hawaï en Mexico waar miljoenen tonnen van deze metalen zijn gevonden. Wetenschappers zijn echter van mening dat mijnbouw op deze schaal potentieel onvoorspelbaar is en dat kan ook leefgebieden vernietigen van cruciaal belang voor de ecosystemen in de oceanen. Diepzeemijnbouw kan ook schadelijke sedimentpluimen introduceren aan fragiele ecosystemen, wat ertoe leidt dat een groeiend aantal landen belt voor een moratorium.
Donkere zuurstof voor het leven
De implicaties van deze bevinding kunnen ook een rol spelen in het leven elders.
Zuurstof is essentieel voor het complexe leven zoals wij dat kennen. Het complexe leven is geëvolueerd en uitgebreid naast fotosynthesizers, die feitelijk zuurstof produceren als afvalproduct. Toch zorgt deze zuurstof ervoor dat organismen stofwisseling zijn veel efficiënter dan zonder.
Zonder fotosynthetische bacteriën zou de afhankelijkheid van het leven op aarde van zuurstof wellicht nooit hebben plaatsgevonden, naast het evolutionaire pad naar biodiversiteit zoals wij die kennen. Deze studie toont echter aan dat rijke knobbeltjes op de zeebodem mogelijk een extra bron van zuurstof hebben geleverd aan de biosfeer – de levenszone op aarde die alle levende organismen omvat.
We kunnen pas begrijpen hoe deze knobbeltjes de evolutie hebben beïnvloed als we meer begrijpen over hoe ze zijn ontstaan dieper in de tijd. Op dit moment weten we alleen maar dat we deze knobbeltjes zelf zuurstof nodig zouden hebben gehad om zich te vormen.
Studies als deze laten zien hoezeer de oorsprong van het leven op aarde nog steeds een mysterie is.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op Het gesprek door Lewis Alcott van de Universiteit van Bristol. Lees de origineel artikel hier.
