Wyjaśnienie
Naukowcy znaleźli dowody na istnienie dodatkowego źródła tlenu, co rodzi pytania o pochodzenie życia na Ziemi.
Przez dziesięciolecia naukowcy snuli teorie na temat ciemnej materii, która, jak się uważa, spaja galaktyki dzięki swemu przyciąganiu grawitacyjnemu. Tajemnica ciemnej materii trwa nadal, odkąd naukowcy odkryli na dnie oceanu coś, co nazywają ciemnym tlenem.
Niedawne badanie Opublikowane w czasopiśmie Nature Geoscience poświęconym badaniom z zakresu nauk o Ziemi pokazuje, że tlen uwalnia się ze złóż rudy znajdujących się 4000 metrów (około 13 000 stóp) pod powierzchnią oceanu w strefie Clarion-Clipperton (CCZ) na Pacyfiku. Głębokość jest równa połowie długości najwyższego szczytu, Mount Everest.
Badanie przeprowadzone przez Andrew Sweetmana, profesora Szkockiego Stowarzyszenia Nauk o Morzu (SAMS) i kierownika grupy badawczej ds. ekologii i biochemii wybrzeża przy Instytucie, dostarcza dowodów na to, że planeta ma dodatkowe źródło tlenu wykraczające poza to wytwarzane w procesie fotosyntezy.
Jak dotąd naukowcy dobrze rozumieją, że jedyne źródło tlenu na planecie pochodzi z organizmów fotosyntetyzujących, takich jak rośliny i algi, które wytwarzają tlen umożliwiający oddychanie ludziom i innym zwierzętom.
Jakie jest zatem znaczenie tego nowo odkrytego ciemnego tlenu i jakie nasuwa pytania dotyczące pochodzenia życia na Ziemi?
Co to jest ciemny tlen?
Strefa Clarion-Clipperton (CCZ), obszar 4,5 miliona kilometrów kwadratowych (1,7 miliona mil kwadratowych) na Oceanie Spokojnym, zawiera podobne do węgla skały mineralne zwane guzkami polimetalicznymi, które zazwyczaj zawierają mangan i żelazo. Naukowcy odkryli, że guzki te wytwarzają tlen bez procesu fotosyntezy.
Minerały wytwarzające tlen w ciemności dna oceanu mogą zmienić pogląd naukowców na temat początków życia na Ziemi.
„Inną konsekwencją tych badań jest to, że rzucają one światło na początek życia na planecie. Odkrycie sugeruje, że dawno temu mogło istnieć inne źródło tlenu i że życie tlenowe, czyli życie oddychające tlenem, mogło istnieć od dawna przed pojawieniem się fotosyntezy – jeśli wydarzyło się to na naszej planecie, może się zdarzyć na innych planetach.” pokazuje Sweetman w filmie SAMS.
Jak odkryli ciemny tlen?
Odkrycie następuje ponad 10 lat po odkryciu źródła ciemnego tlenu. Projekt badawczy z 2013 r. miał na celu zrozumienie, ile tlenu zużywały organizmy żyjące na dnie morskim CCZ.
Lądowniki, czyli mechaniczne platformy, które mogą swobodnie opadać na dno oceanu, wysłano na głębokość 4000 metrów (13 000 stóp), aby określić, jak poziom tlenu w wodzie spada wraz z głębokością.
Naukowcy odkryli jednak, że wzrósł poziom tlenu w dnie oceanu.
To zaskoczyło Sweetmana i jego zespół. Do tej pory naukowcy zakładali, że tlen dostępny w głębinach oceanu pochodzi z górnych części oceanu i lądu i jest wytwarzany przez rośliny, plankton i algi w procesie fotosyntezy.
W rezultacie poziom tlenu na ogół spada w miarę schodzenia głębiej. Nie w tym przypadku.
Myśląc, że jego przyrząd pomiarowy jest wadliwy, Sweetman ponownie skalibrował sprzęt i powtarzał eksperyment przez lata – z tymi samymi wynikami.
W wyniku wielu eksperymentów prowadzonych przez lata odkryli, że guzki manganu są źródłem produkcji tlenu. Przynieśli te węzły z powrotem na statek w celu przetestowania i zaobserwowali, że mają ładunek elektryczny równy baterii AA.
Proces zwany elektrolizą wody morskiej umożliwia ładunek rozszczepiający wodę morską na wodór i tlen. Zaobserwowali to w swoich eksperymentach laboratoryjnych.
Jakie jest znaczenie wynalazku?
Nauka działa na zasadach weryfikacji, dlatego ustalenia te muszą zostać potwierdzone innymi, niezależnymi eksperymentami.
Jednak badania Sweetmana i jego zespołu sugerują, że niektóre minerały wytwarzają tlen bez użycia światła słonecznego.
„Fakt, że oprócz fotosyntezy mamy na planecie inne źródło tlenu, ma to absolutnie głębokie konsekwencje i implikacje” – powiedział Nick Owens, dyrektor SAMS.
Zdaniem badaczy, którzy za nim stoją, odkrycie podkreśla również potrzebę ochrony ekosystemów, które samodzielnie wytwarzają tlen.
„Aby zasilić ekologiczną gospodarkę, musimy wydobywać metale z ziemi lub głębin oceanu” – powiedział Sweetman. „Odkryliśmy więc, że jeśli wydobycie głębinowe będzie kontynuowane, musimy dokładnie przemyśleć, gdzie to wydobycie będzie miało miejsce, ponieważ tlen może zostać wykorzystany w dowolnej ilości wyprodukowanej przez ekosystem”.
Ponadto implikacje znalezienia innego głębinowego źródła produkcji tlenu otwierają drzwi do ponownego przemyślenia początków życia na Ziemi.
„Fakt, że oprócz fotosyntezy mamy na planecie inne źródło tlenu, ma to absolutnie głębokie konsekwencje i implikacje” – powiedział Owens.