Антарктида уже удивляла, но Тихий океан превзошёл всё: под толщей воды нашли тайну мирового масштаба

Ученые обнаружили в глубинах Тихого океана явление, которое меняет базовые представления о происхождении кислорода на Земле. Оказалось, что кислород может образовываться там, где нет света и фотосинтез невозможен. Это открытие уже называют одним из самых неожиданных за последние годы. Об этом сообщает BBC со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Морское дно

Открытие на дне океана

Исследование было опубликовано 22 июля 2024 года и проведено командой под руководством Эндрю К. Свитмана из Шотландской ассоциации морских наук. Ученые зафиксировали выработку кислорода на глубине более четырех километров в Тихом океане — в зоне, где царит полная темнота и отсутствует солнечный свет.

До этого считалось, что кислород в природе появляется исключительно благодаря фотосинтезу. Однако данные, полученные в ходе глубоководных наблюдений, показали, что этот процесс не является единственным возможным источником. Новый феномен получил название "черный кислород" — именно из-за его происхождения в условиях абсолютной тьмы.

Что такое черный кислород

Классическое объяснение образования кислорода опирается на фотосинтез, при котором растения и водоросли, используя солнечную энергию, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Этот механизм лежит в основе всей известной экосистемы Земли.

Однако в случае "черного кислорода" свет не играет никакой роли. Исследователи зафиксировали появление молекул O₂ в абиссальных зонах океана, где фотосинтез невозможен в принципе. Это заставило ученых искать альтернативное объяснение происходящего.

Возможная роль электролиза

Одной из ключевых гипотез стало предположение об электролизе. Этот процесс заключается в разложении воды на водород и кислород под воздействием электрического тока. В обычных условиях электролиз широко используется в промышленности, но его естественное проявление на дне океана долгое время считалось маловероятным.

Вопрос заключался в источнике электричества. Ответ оказался связан с геологией региона. Открытие было сделано в районе разлома Кларион-Клиппертон — зоны, известной скоплениями полиметаллических конкреций, богатых кобальтом, никелем и марганцем. Эти минералы активно обсуждаются в контексте добычи сырья для аккумуляторов и электроники.

По мнению ученых, при контакте и трении таких минералов может возникать слабое, но достаточное напряжение — около 1,5 вольта, необходимое для электролиза воды. Таким образом, "черный кислород" может быть результатом естественного электрического тока на глубине почти пяти километров.

Почему это важно для науки

Открытие ставит под сомнение устоявшуюся хронологию появления кислорода на Земле. Ранее считалось, что он начал активно накапливаться в атмосфере около трех миллиардов лет назад исключительно благодаря фотосинтезу. Новый механизм допускает, что кислород мог появляться и другими путями, еще до широкого распространения фотосинтезирующих организмов.

"Я впервые увидел это в 2013 году — огромное количество кислорода, выделяемого на дне моря в полной темноте. Я проигнорировал это, потому что меня учили, что кислород возникает только при фотосинтезе", — признается профессор Эндрю К. Свитман в интервью BBC.

Экологические и промышленные последствия

Открытие "черного кислорода" напрямую связано с дискуссией о глубоководной добыче полезных ископаемых. Если минералы океанического дна участвуют в генерации кислорода и поддерживают жизнь абиссальных видов, их массовая разработка может нарушить хрупкий баланс экосистем.

Свитман подчеркивает, что речь не идет о полном запрете добычи, но результаты исследования должны учитываться при принятии решений. По его словам, важно понимать, какие процессы могут быть нарушены при вмешательстве человека.

Сравнение: фотосинтез и черный кислород

Фотосинтез зависит от света, биомассы и времени, формируя кислород в поверхностных слоях воды и на суше. "Черный кислород" образуется в полной темноте, опираясь на геологические и электрохимические процессы. Если первый механизм биологический, то второй — геохимический, что принципиально расширяет картину углеродно-кислородного цикла планеты.

Популярные вопросы о черном кислороде

Может ли этот кислород поддерживать жизнь?

Да, он может играть роль в существовании глубоководных организмов, хотя масштабы влияния еще изучаются.

Заменяет ли он фотосинтез?

Нет, фотосинтез остается основным источником кислорода, но теперь ясно, что он не единственный.

Что лучше — добывать минералы или сохранить экосистемы?

Ученые сходятся во мнении, что любые промышленные проекты должны учитывать новые данные и минимизировать ущерб.