Los científicos han descubierto que los minerales metálicos dividen el agua para producir «oxígeno oscuro».
Un estudio internacional revela que los minerales de las profundidades marinas producen oxígeno en completa oscuridad, lo que sugiere una fuente alternativa de oxígeno que precedió a la vida fotosintética. Este descubrimiento tiene implicaciones importantes para la minería en aguas profundas, destacando la necesidad de prácticas sostenibles para proteger estas fuentes de oxígeno recién descubiertas.
Descubriendo la producción de oxígeno en las profundidades del océano
Un equipo internacional de investigadores que incluye a A
» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>Universidad Northwestern Un químico ha descubierto que los minerales metálicos en el fondo de las profundidades del océano producen oxígeno, a 13.000 pies bajo la superficie.
El sorprendente descubrimiento desafía las suposiciones arraigadas de que sólo los organismos fotosintéticos, como las plantas y las algas, producen el oxígeno de la Tierra. Pero una nueva investigación apunta en sentido contrario. Parece que se puede producir oxígeno en el fondo del océano, donde la luz no puede penetrar, para sustentar la vida marina (aeróbica) que respira oxígeno y vive en total oscuridad.
El estudio se publicará en la revista el lunes (22 de julio). Revelando la fuente: nudos polimetálicos Andrew Sweetman, de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas (SAMS), descubrió el «oxígeno oscuro» mientras realizaba un trabajo de campo desde un barco en el Océano Pacífico. Franz Geiger, de Northwestern, dirigió experimentos electroquímicos que podrían explicar el descubrimiento. «Para que la vida aeróbica comenzara en un planeta, tenía que haber oxígeno, y entendemos que el suministro de oxígeno de la Tierra comenzó con organismos fotosintéticos», dijo Sweetman, quien dirige el grupo de investigación de Bioquímica y Ecología del Fondo Marino en SAMS. “Pero ahora sabemos que el oxígeno se produce en las profundidades del mar, donde no hay luz. Entonces, creo que debemos reconsiderar preguntas como: ¿Dónde puede comenzar la vida aeróbica? Los nódulos polimetálicos (depósitos minerales naturales que se forman en el fondo del océano) se encuentran en el corazón del descubrimiento. Los nódulos, una mezcla de diferentes minerales, miden entre partículas pequeñas y el tamaño de una papa promedio. «Estos nódulos polimetálicos productores de oxígeno contienen metales como cobalto, níquel, cobre, litio y manganeso, todos elementos críticos utilizados en las baterías», dijo Geiger, coautor del estudio. «Muchas empresas mineras a gran escala ahora pretenden extraer estos preciosos elementos del fondo del mar a profundidades de 10.000 a 20.000 pies bajo la superficie. Necesitamos repensar cómo extraer estos materiales para no agotar la fuente de oxígeno para vida en las profundidades marinas.» Geiger estudió en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern bajo la dirección de Charles E. y Emma H. Morrison es profesor y director del Instituto Internacional de Nanotecnología y del Instituto Paula M. Trinance es miembro del Instituto de Energía y Sostenibilidad. Sweetman hizo el descubrimiento mientras tomaba muestras del fondo marino de la Zona Clarion-Clipperton, una cresta submarina montañosa que se extiende a lo largo del fondo marino por aproximadamente 4.500 millas a lo largo del cuadrante noreste del Océano Pacífico. Cuando su equipo detectó inicialmente oxígeno, pensaron que habría que romper el equipo. «Cuando obtuvimos estos datos por primera vez, pensamos que los sensores estaban defectuosos porque cada estudio realizado en las profundidades del mar sólo analizaba el consumo de oxígeno en lugar de la producción», dijo Sweetman. «Llegábamos a casa y recalibramos los sensores, pero, durante un período de 10 años, estas extrañas lecturas de oxígeno seguían apareciendo. «Decidimos adoptar un método de respaldo que funcionaba de manera diferente para los sensores optódicos que estábamos usando. Cuando ambos métodos arrojaron el mismo resultado, supimos que teníamos algo innovador e impensable. En el verano de 2023, Sweetman se puso en contacto con Geiger para discutir posibles explicaciones del origen del oxígeno. En su trabajo anterior, Geiger descubrió que la corrosión, combinada con agua salada, podía generar electricidad. Los investigadores se preguntaron si los nódulos polimetálicos de las profundidades del océano podrían generar suficiente electricidad para producir oxígeno. Esta reacción química es parte de un proceso llamado electrólisis del agua de mar, que extrae electrones del oxígeno del agua. » data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>atom. Para investigar esta hipótesis, Sweetman recogió varios kilos de nódulos polimetálicos del fondo del océano y los envió al laboratorio de Geiger en el noroeste. Sweetman visitó Northwestern en diciembre pasado y pasó una semana en el laboratorio de Geiger. Sólo 1,5 voltios (el mismo voltaje que una batería AA normal) son suficientes para dividir el agua de mar. Sorprendentemente, el equipo registró voltajes de hasta 0,95 voltios en la superficie de nudos individuales. Y cuando se agrupan muchos nodos, el voltaje puede ser tan significativo como el de las baterías conectadas en serie. «Parece que hemos descubierto una ‘geobatería’ natural», dijo Geiger. «Estas geobaterías forman la base para una posible explicación de la producción de oxígeno oscuro en los océanos». Los investigadores coinciden en que la industria minera debería considerar este descubrimiento antes de planificar actividades mineras en aguas profundas. Según Geiger, la masa total de nódulos polimetálicos en la zona Clarion-Clipperton es suficiente para satisfacer la demanda mundial de energía durante décadas. Pero Geiger ve los esfuerzos mineros en la década de 1980 como una advertencia. «En 2016 y 2017, los biólogos marinos visitaron sitios que habían sido minados en la década de 1980 y descubrieron que ni siquiera las bacterias en las áreas minadas se habían recuperado», dijo Geiger. «Sin embargo, en áreas no minadas, la vida marina floreció. Aún se desconoce por qué tales ‘zonas muertas’ persisten durante décadas. Sin embargo, esto pone una estrella importante en las estrategias de minería de los fondos marinos porque las áreas ricas en nódulos tienen una mayor diversidad de fondos marinos. la fauna que los bosques tropicales más diversos ha aumentado. Cita: «Evidencia de producción de oxígeno oscuro en el fondo marino abisal» 22 de julio de 2024, Geología de la naturaleza. Nauru Ocean Resources Inc., una subsidiaria de Metals Company Inc. apoyó este estudio.Consecuencias de la minería en aguas profundas
‘Algo innovador e irreflexivo’
‘Beobatteries’ ocultas en juego
Una nueva consideración para los mineros
DOI: 10.1038/s41561-024-01480-8