Это открытие держали в секрете годами: на глубине нашли источник кислорода вне биологии

Глубины Тихого океана продолжают удивлять учёных. В одной из самых недоступных и мрачных зон мирового океана — в районе Кларион-Клиппертон — исследователи обнаружили явление, которое ставит под сомнение фундаментальные научные представления о происхождении кислорода и аэробной жизни на Земле.

Здесь, на глубине около 4 000 метров, где царит вечная темнота и давление в сотни раз выше, чем у поверхности, фиксируется выработка кислорода. И происходит это не в результате фотосинтеза, как можно было бы предположить, а благодаря загадочным геологическим структурам — полиметаллическим конкрециям.

Зона Кларион-Клиппертон: хранилище и тайник

Расположенная между Гавайями и побережьем Мексики, Кларион-Клиппертонская зона занимает более 4,5 миллиона квадратных километров. Эта бездонная равнина известна в первую очередь благодаря залежам редких металлов, необходимых для "зелёной" энергетики: никеля, кобальта, меди и марганца. Конкреции, формирующиеся за миллионы лет, часто называют "аккумуляторами в камне" — не только из-за их состава, но теперь и из-за их удивительных электрохимических свойств.

"Мы называем это явление "чёрным кислородом", — заявил глубоководный эколог Эндрю Свитман из Шотландской ассоциации морских наук.

Именно он впервые обратил внимание на аномальные данные, полученные во время глубоководных экспедиций в 2013 году. В то время повышение уровня кислорода на такой глубине казалось невозможным. Свитман предполагал сбой оборудования. Но аномалия повторялась снова и снова, и спустя годы она получила своё объяснение.

Электрохимическая загадка на дне моря

После многолетних наблюдений и лабораторных экспериментов стало ясно: полиметаллические конкреции способны вырабатывать кислород даже в полной темноте, вне зависимости от присутствия микроорганизмов. Причина — в их электрохимической активности. Благодаря естественным разностям зарядов на поверхности, конкреции запускают реакцию, схожую с электролизом: разлагают молекулы морской воды на водород и кислород.

"Даже после того, как мы стерилизовали образцы и исключили все биологические процессы, производство кислорода продолжалось", — пояснил Свитман.

Таким образом, эти "геобатареи" могут являться независимым от жизни источником кислорода — и это настоящая революция для науки.

Последствия для науки и поиска внеземной жизни

Это открытие может коренным образом изменить представления о том, как могла возникнуть аэробная жизнь на Земле. До сих пор считалось, что кислород — продукт исключительно фотосинтеза. Но если он может появляться и без участия света или жизни, значит, у нас есть новые сценарии для появления сложных организмов — как на Земле, так и на других планетах.

Такой механизм особенно важен для астробиологии: ведь если геохимия может производить кислород в отсутствие света, то и потенциальные формы жизни на других планетах не обязаны зависеть от звезды. Подлёдные океаны Европы или Энцелада, до сих пор считавшиеся слишком тёмными и холодными, теперь представляются гораздо более перспективными.

Новая тайна — и новые риски

Пока что наука лишь начинает осваивать потенциал "чёрного кислорода". Важно также понимать, что зона Кларион-Клиппертон находится в центре интересов горнодобывающих компаний, которые планируют осваивать месторождения редкоземельных металлов. Масштабные работы на дне океана могут необратимо повредить процессы, о которых мы даже не знали до сегодняшнего дня.

"Это открытие доказывает, что мы знаем слишком мало о жизни в глубоководных экосистемах. И прежде чем вмешиваться в них, мы должны понимать, что именно можем разрушить", — подчеркнул Свитман.

Исследование только начинается. Ученым предстоит изучить, в каких условиях и с какой интенсивностью работает этот механизм, и можно ли воспроизвести его вне океана. Но одно ясно уже сейчас: в бездне океана скрываются процессы, которые могут изменить не только науку, но и представления человечества о жизни как таковой.

Уточнения

Кислоро́д — химический элемент 16-й группы второго периода периодической системы Д. И. Менделеева с атомным номером 8.