إن اكتشاف أن الأكسجين لا يتم تخزينه فحسب، بل يتم إنشاؤه في الأعماق غير المضاءة لمحيطات الأرض قد وصف بأنه "واحد من أكثر النتائج إثارة في علوم المحيطات في الآونة الأخيرة" من قبل البروفيسور نيكولاس أوينز، مدير الجمعية الاسكتلندية لعلوم البحار ( سامز).
إن تحديد فريق بقيادة SAMS لما يسمونه "الأكسجين الداكن" على بعد 4 كيلومترات تحت سطح المحيط الهادئ، والذي تم الإبلاغ عنه في دراسة أجريت هذا الأسبوع، يتحدى الإجماع العلمي السابق على أنه لا يمكن إنشاء الأكسجين إلا عن طريق النباتات والطحالب التي تحول الطاقة من ضوء الشمس.
وقد أثار هذا الاكتشاف تساؤلات حول كيفية نشوء الحياة على الأرض، ومن المرجح أن يقدم حجة أخرى ضد التعدين في أعماق البحار.
حدد البروفيسور أندرو سويتمان من SAMS ومقرها أوبان وفريق علمي دولي الأكسجين الداكن أثناء مشاركتهم في العمل الميداني على متن السفن لتقييم الآثار المحتملة للتعدين في أعماق البحار في منطقة كلاريون كليبرتون في المحيط الهادئ (CCZ) بين هاواي والمكسيك.
يقول البروفيسور سويتمان: "لكي تبدأ الحياة الهوائية على الكوكب، يجب أن يكون هناك أكسجين، وكان فهمنا هو أن إمداد الأرض بالأكسجين بدأ من الكائنات الحية التي تقوم بالتمثيل الضوئي". "لكننا نعلم الآن أن هناك أكسجين يتم إنتاجه في أعماق البحار، حيث لا يوجد ضوء. أعتقد أننا بحاجة إلى إعادة النظر في أسئلة مثل: أين يمكن أن تبدأ الحياة الهوائية؟
"بطاريات في صخرة"
تتطلع شركات التعدين في أعماق البحار إلى استخراج العقيدات المتعددة المعادن الموجودة في جميع أنحاء قاع البحر في منطقة CCZ. تحتوي هذه المعادن على معادن مثل المنغنيز والنيكل والكوبالت المستخدمة لإنتاج بطاريات الليثيوم أيون.
ووجد فريق البروفيسور سويتمان أن هذه العقيدات تحمل شحنة كهربائية عالية جدًا يمكن أن تؤدي إلى "التحليل الكهربائي لمياه البحر" - وهو الانقسام الطبيعي للمياه المالحة إلى هيدروجين وأكسجين. تتطلب العملية فقط الجهد المكافئ لبطارية AA، حوالي 1.5 فولت.
وبتحليل العقيدات المتعددة، سجل الفريق قراءات تصل إلى 0.95 فولت على أسطحها، واستنتجوا أنه يمكن أن تحدث فولتات أعلى بكثير عندما تتجمع العقيدات معًا، مما يؤدي إلى إنتاج الأكسجين الداكن.
قال البروفيسور سويتمان: "من خلال هذا الاكتشاف، طرحنا العديد من الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها، وأعتقد أن لدينا الكثير لنفكر فيه فيما يتعلق بكيفية استخراج هذه العقيدات، والتي هي في الواقع بطاريات في الصخور".
"عندما حصلنا على هذه البيانات لأول مرة، اعتقدنا أن أجهزة الاستشعار كانت معيبة، لأن كل دراسة أجريت في أعماق البحار لم تشهد سوى استهلاك الأكسجين بدلاً من إنتاجه. كنا نعود إلى المنزل ونعيد معايرة أجهزة الاستشعار، ولكن على مدار 10 سنوات، استمرت قراءات الأكسجين الغريبة في الظهور.
"لقد قررنا اتباع طريقة احتياطية تعمل بشكل مختلف عن أجهزة استشعار الأوبتود التي كنا نستخدمها، وعندما عادت كلتا الطريقتين بنفس النتيجة، علمنا أننا وصلنا إلى شيء مبتكر ولم يكن من الممكن التفكير فيه."
إعادة التفكير في التطور
شارك البروفيسور سويتمان سابقًا في تحديد المناطق البحرية المحمية (MPAs) حول منطقة كلاريون كليبرتون، وتقييم التنوع البيولوجي في مناطق معينة حيث يُعتقد أنه ينبغي تجنب التعدين المحتمل في أعماق البحار. ويعتقد الآن أن التقييم قد يحتاج إلى المراجعة في ضوء الأدلة الجديدة.
وعلق البروفيسور أوينز قائلاً: "إن اكتشاف إنتاج الأكسجين من خلال عملية غير التمثيل الضوئي يتطلب منا إعادة التفكير في كيفية نشوء تطور الحياة المعقدة على الكوكب".
"وجهة النظر التقليدية هي أن الأكسجين تم إنتاجه لأول مرة منذ حوالي ثلاثة مليارات سنة بواسطة ميكروبات قديمة تسمى البكتيريا الزرقاء، وكان هناك تطور تدريجي للحياة المعقدة بعد ذلك. إن احتمال وجود مصدر بديل يتطلب منا إعادة التفكير بشكل جذري. يتم نشر الدراسة هذا الأسبوع في طبيعة علوم الأرض.
أيضا على ديفرنيت: كيف يؤثر تغيير مستويات الأكسجين على الحياة البحرية؟, الارتفاع في المناطق الميتة يثير القلق, أمة صيد الحيتان أول من مكّن التعدين في أعماق البحار, معظم الحياة في المنطقة المستهدفة لعمال المناجم العميقة جديدة بالنسبة للعلم
