Egy skót kutatócsoport fény nélküli oxigéntermelésre bukkant a mélytengerben. Ez új kérdéseket vet fel az élet eredetével kapcsolatban. A főszerepet a mangán csomók játsszák. A mélytenger nagyrészt feltáratlan terület. Az alacsony hőmérséklet, a sötétség és a tápanyagok hiánya nem teszi vendégszeretővé, ezért azt feltételezték, hogy ezek a régiók csak ritkán „lakottak”. Ám ezen feltételezéseket most megcáfolták. A mélytengeri oxigéntartalmat azért is tartották alacsonynak, mert a korábban a legfontosabb oxigénforrásnak tartott fotoszintézis az állandó sötétségben nem lehetséges.
Egy csendes-óceáni felfedezés most megkérdőjelezi az oxigéntermelésre, sőt az élet eredetére vonatkozó tudományos konszenzust. A Scottish Association for Marine Science (SAMS) munkatársa, Andrew Sweetman professzor vezette csapat véletlenül tett felfedezést a Csendes-óceán középső részén található Clarion-Clipperton zónát érintő expedíció során.
Mélytengeri tesztek mangánbányászathoz
A mélytengeri bányászatra engedélyezett területeken végzett vizsgálataik során a tudósok váratlan oxigéntermelést fedeztek fel a sötétben. A régió mangán csomóiról ismert, amelyek potenciálisan értékes nyersanyagokat tartalmaznak. Ezért intenzív kutatás folyik arra vonatkozóan, hogy kitermelésük hogyan befolyásolhatja az ökoszisztémát. Kísérleteikhez Sweetman és csapata helyszíni üledékeket és mangáncsomókat vizsgált speciális mélytengeri mintakamrákban. A mintákat különféle körülményeknek tették ki és mérték az oxigéntartalmat.
Fotoszintézis nélkül is működik
A fotoszintézis a Föld oxigéntermelésének legfontosabb mechanizmusa. A növények és algák a napfényt használják az oxigén előállításához. A SAMS csapata azonban kimutatta, hogy az oxigén teljes sötétségben is termelődik – az óceán fenekén 4000 méteres mélységben.
Prof. Sweetman elmagyarázza: „Korábban azt hittük, hogy a Föld oxigénellátása fotoszintetikus organizmusokkal kezdődött. Felfedezésünk azt mutatja, hogy a mélytengerben is termelődik oxigén. Ez újból felveti a kérdést: hol keletkezhetett az aerob élet? A GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel szenzorai segítettek kivizsgálni a jelenséget, ami meglepő ellentétben áll azzal a ténnyel, hogy az oxigént általában a fotoszintetizáló szervezetek állítják elő a napfény energiájával.
A csomók nagy elektromos töltést hordoznak
A kutatók felismerték, hogy a mangán csomók nagy elektromos töltést hordoznak. Ez a tengervíz elektrolíziséhez vezethet, ami hidrogént és oxigént termel. Csak 1,5 volt szükséges az elektrolízishez – ez a feszültség megegyezik az AA elemmel. A gumókon végzett mérések 0,95 voltos feszültséget mutattak. Ha ezek a csomók egy klaszterben fordulnak elő, jelentős feszültség léphet fel. És rengeteg oxigén keletkezik. Prof. Sweetman hangsúlyozza, hogy további kutatásokra van szükség ahhoz, hogy megértsük a mélytengeri bányászati tevékenységek során keletkező oxigéntermelést, és felmérjük, hogyan befolyásolhatja az üledék felkavarása a folyamatot. „Ez a felfedezés sok kérdést vet fel. Jól át kell gondolnunk, hogyan bontjuk le ezeket a csomókat.”
Első gondolat: Az érzékelők hibásak
Amikor a kutatók először észlelték a szokatlan oxigénszinteket, hibás érzékelőkre gyanakodtak. Az alternatív módszerekkel végzett kalibrálás és ellenőrzés után azonban világossá vált, hogy az adatok helyesek. „Egy úttörő felfedezés nyomán jártunk” – mondja Sweetman.
Tobias Hahn, a GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel doktorandusza egy speciális oxigénoptód-érzékelővel járult hozzá a sikerhez. A módszertani bizonytalanságok kizárása és az esetleges szenzorhibák kivizsgálása érdekében Hahn kalibrálta az érzékelőket, feldolgozta az adatokat és gondosan elemezte azokat.
„Olyan adatminőséget biztosítottunk, amely túlmutat a tipikus mérési bizonytalanságokon, és figyelembe veszi az érzékelők eseti elsodródását és nyomás alatti viselkedését” – mondja a vegyész oceanográfus. „Lenyűgöztek az eredmények, és egyben megkönnyebbültem, hogy újra megerősíthettem a kezdeti terepmunka során nyert, oxigénre vonatkozó adatok minőségét és érvényességét. Ezzel párhuzamosan további tanácsokat tudtam adni az érzékelő jövőbeni használatához.”
Az izgalmas felfedezés kérdéseket vet fel
A SAMS igazgatója, Nicholas Owens professzor a következőket mondta: „Véleményem szerint ez az utóbbi idők egyik legizgalmasabb felfedezése az óceántudományban.” A mangáncsomók oxigéntermelésének felfedezése új kérdéseket is felvet a mélytengeri bányászattal kapcsolatban.
„A gumókban gazdag területeken az állatfajok sokfélesége magasabb, mint a legfajgazdagabb trópusi esőerdőkben” – mondja Geiger. Ennek oka a most felfedezett oxigéntermelés lehet. A csomók eltávolítása a korábban gondoltnál nagyobb károkat okozhat a mélytengeri ökoszisztémákban. „Ez a lehetőség radikális újragondolást igényel” – teszi hozzá.
