Recentemente, os cientistas A descoberta de uma misteriosa fonte de oxigénio no fundo do oceano Pacífico, conhecida como “oxigénio escuro”, é uma descoberta científica notável que desafia a nossa compreensão tradicional dos ecossistemas marinhos e dos mecanismos de produção de oxigénio. O que exatamente aconteceu?

descubra o plano de fundo

A descoberta vem de uma equipe de pesquisa liderada pelo ecologista marinho Andrew Sweetman, da Sociedade Escocesa de Ciências Marinhas (SAMS).

Desde 2013, a equipe conduziu uma série de estudos sobre os ecossistemas do fundo do mar e seu consumo de oxigênio na Zona Clarion-Clipperton (CCZ) do Oceano Pacífico. Localizada entre o Havaí e o México, a CCZ é uma vasta planície submarina com ricas comunidades biológicas e recursos de nódulos polimetálicos.

Processo de pesquisa

Durante o estudo, a equipe de pesquisa usou um módulo de aterrissagem de águas profundas que afundou no fundo do mar para empurrar uma câmara cilíndrica no sedimento para isolar uma pequena área do fundo do mar e um certo volume de água do mar acima dele, criando um "submarino microambiente" isolado do mundo exterior.

Eles esperavam que, num ambiente fechado, os níveis de oxigénio diminuíssem lentamente ao longo do tempo, à medida que os microrganismos respirassem. No entanto, os resultados reais da medição foram inesperados: em vez de diminuir, o teor de oxigénio mostrou uma tendência de aumento lento.

Especulação e verificação preliminar

Perante este fenómeno anormal, a equipa de investigação inicialmente suspeitou que se tratava de uma falha do sensor, mas após múltiplas calibrações e repetidas experiências, confirmaram a autenticidade deste fenómeno. Posteriormente, a equipe de pesquisa se concentrou em nódulos polimetálicos (também conhecidos como nódulos de manganês) no fundo do mar. Esses nódulos são compostos principalmente por elementos metálicos como manganês, ferro, cobalto, níquel e cobre, tendo óxidos de manganês e ferro como principais componentes.

No laboratório, os pesquisadores mediram a diferença de potencial na superfície dos nódulos polimetálicos e descobriram que a diferença de potencial poderia chegar a 0,95 volts. Embora este valor seja inferior aos 1,5 volts necessários para dividir as moléculas de água, a equipa de investigação especula que quando múltiplos nódulos polimetálicos se juntam, podem gerar uma tensão mais elevada através do efeito "cascata", desencadeando assim o processo de electrólise da água do mar, que irá destruir as moléculas de água. decompor-se em hidrogênio e oxigênio.

Resultados da pesquisa e significado

Esta descoberta foi relatada em detalhes na revista Nature Geoscience e atraiu ampla atenção da comunidade científica. Os pesquisadores acreditam que os nódulos polimetálicos podem atuar como uma “bateria geológica” natural para produzir oxigênio continuamente nas condições de pouca luz do fundo do mar. Esta descoberta não só desafia a nossa compreensão tradicional da circulação de oxigénio nos oceanos, mas também pode fornecer novas pistas para o estudo da origem da vida.

Além disso, esta descoberta também tem implicações importantes para as atividades de mineração em alto mar. A área CCZ contém ricos recursos de nódulos polimetálicos e é um alvo importante para empresas de mineração em águas profundas. No entanto, se estes nódulos fossem removidos, os ecossistemas que dependem do oxigénio que produzem poderiam ser gravemente afetados. Portanto, os investigadores sublinham que o impacto potencial desta nova descoberta no ambiente deve ser plenamente considerado e a supervisão científica deve ser realizada antes de avançar a mineração em alto mar.

Nova compreensão do ciclo do oxigênio nos oceanos

Durante muito tempo, acreditou-se geralmente que o oxigénio no oceano é produzido principalmente pela fotossíntese em massas de água superficiais e transportado para o fundo do mar através do movimento vertical das massas de água. No entanto, este estudo descobriu que sob condições de falta de luz no fundo do mar, os nódulos polimetálicos (nódulos de manganês) podem produzir oxigênio por meio de processos abióticos (como a eletrólise da água do mar), o que desafia diretamente a teoria tradicional do ciclo do oxigênio oceânico. Mostra que, além da fotossíntese, existem outros mecanismos importantes de produção de oxigênio nas profundezas do mar.

A pesquisa também amplia a complexidade do ciclo do oxigênio. O ciclo do oxigênio nos oceanos é um processo complexo que envolve muitos aspectos como biologia, química e física. Esta descoberta revela outra ligação importante no ciclo do oxigénio em águas profundas, nomeadamente a contribuição dos processos abióticos para a produção de oxigénio. Isto ajuda-nos a compreender de forma mais abrangente a complexidade e a diversidade do ciclo do oxigénio nos oceanos e fornece mais perspetivas e ideias para futuras investigações científicas marinhas.

Ao mesmo tempo, também fornece novas pistas sobre a origem da vida. A origem da vida é uma das principais questões de preocupação a longo prazo na comunidade científica. A visão tradicional é que o oxigénio necessário para a vida é produzido principalmente por microrganismos como as cianobactérias através da fotossíntese. No entanto, este estudo descobriu que o oxigénio também pode ser produzido nas profundezas do mar, em condições de ausência de luz, proporcionando uma nova direcção para pensar sobre a origem da vida. Isso sugere que a vida pode ter se originado e se desenvolvido sob uma gama mais ampla de condições ambientais do que apenas em águas superficiais cheias de luz. Isso nos ajuda a reexaminar o quadro teórico da origem da vida e a explorar novas direções de pesquisa.

A pesquisa também tem implicações para avaliações de ecossistemas de águas profundas. Os ecossistemas de águas profundas estão entre os ecossistemas mais misteriosos e frágeis da Terra. Esta descoberta mostra que podem existir mecanismos de produção de oxigénio no fundo do mar que ainda não compreendemos totalmente, o que é de grande importância para a avaliação e protecção dos ecossistemas do fundo do mar. Lembra-nos que o impacto dos processos abióticos na circulação do oxigénio deve ser plenamente considerado ao avaliar a saúde e a estabilidade dos ecossistemas de águas profundas. Ao mesmo tempo, isto também proporciona novas ideias e métodos para a protecção e gestão dos ecossistemas de águas profundas.

Por fim, o autor acredita que esta pesquisa também orientará as atividades de mineração em alto mar. À medida que os seres humanos continuam a explorar os recursos do mar profundo, as atividades de mineração em alto mar estão a aumentar. No entanto, o impacto das actividades mineiras em águas profundas no ambiente marinho não é totalmente compreendido. Esta descoberta sugere que os nódulos polimetálicos no fundo do mar podem ter importantes funções ecossistêmicas, como a produção de oxigênio. Portanto, antes de avançar com as actividades de mineração em águas profundas, o seu impacto no ecossistema de águas profundas precisa de ser totalmente considerado e deve ser realizada uma avaliação e supervisão científica. Isto ajuda a garantir que as atividades de mineração em alto mar sejam sustentáveis ​​e ecológicas.