Kimyasal bir reaksiyon, su moleküllerini bölerek oksijen üretiyor olabilir, ancak enerji kaynağı bilinmemektedir.

Pasifik Okyanusu’nun dibinde, toplam güneş ışığı eksikliğinin fotosentezi imkansız hale getirdiği derinliklerde bir şey büyük miktarlarda oksijen pompalıyor.

Araştırmacılar, bu fenomenin, su moleküllerinin bölünmesini katalize ederek oksijen üretiminde rol oynayabilecek polimetalik nodüller adı verilen eski, erik büyüklüğünde oluşumlarla dolu bir bölgede keşfedildiğinden şüpheleniyor. Bulgular Nature Geoscience’da yayınlandı¹.

“Gezegende fotosentez dışında başka bir oksijen kaynağımız var” diyor İngiltere’nin Oban kentindeki İskoç Deniz Bilimleri Derneği’nde deniz tabanı ekolojisti olan ortak yazar Andrew Sweetman – bu oksijen üretiminin arkasındaki mekanizma bir sır olarak kalsa da. Bulguların, yaşamın nasıl başladığını anlamak ve bölgedeki derin deniz madenciliğinin olası etkisi için de etkileri olabileceğini söylüyor.

Odense’deki Güney Danimarka Üniversitesi’nde biyojeokimyacı olan Donald Canfield, gözlemin “büyüleyici” olduğunu söylüyor. “Ama bunu sinir bozucu buluyorum, çünkü çok fazla soru ortaya çıkarıyor ve çok fazla cevap vermiyor.”

Sweetman ve işbirlikçileri ilk olarak 2013 yılında saha çalışması sırasında yanlış bir şey fark ettiler. Araştırmacılar, Hawaii ve Meksika arasında Hindistan’dan daha büyük bir alan olan ve metal açısından zengin nodüllerin madenciliği için potansiyel bir hedef olan Clarion-Clipperton Bölgesi’ndeki deniz tabanı ekosistemlerini inceliyorlardı. Bu tür keşifler sırasında ekip, otomatik deneyler yapmak için deniz tabanına batan bir modül serbest bırakır. Yazarlar, bir kez orada, modülün deniz tabanının küçük bölümlerini – bir miktar deniz suyu ile birlikte – kapatmak ve “deniz tabanının kapalı bir mikrokozmosunu” oluşturmak için silindirik odaları aşağı indirdiğini yazıyor. İniş aracı daha sonra kapalı deniz suyundaki oksijen konsantrasyonunun birkaç güne kadar olan sürelerde nasıl değiştiğini ölçer.

Oksijen akımları

Suya oksijen salan herhangi bir fotosentetik organizma olmadan ve gazı tüketen diğer organizmalarla birlikte, odaların içindeki oksijen konsantrasyonları yavaşça düşmelidir. Sweetman, Güney, Arktik ve Hint okyanuslarının bölgelerinde ve Atlantik’te yaptığı çalışmalarda bunun gerçekleştiğini gördü. Dünyanın dört bir yanında, deniz tabanı ekosistemleri varlıklarını yüzeyden gelen akıntılar tarafından taşınan oksijene borçludur ve kesilirse hızla ölürler. (Bu oksijenin çoğu Kuzey Atlantik’ten kaynaklanır ve ‘küresel bir konveyör bandı’ ile dünyanın dört bir yanındaki derin okyanuslara taşınır.)

Ancak Clarion-Clipperton Bölgesi’nde, aletler tutulan suyun oksijen açısından daha fakir değil, daha zengin hale geldiğini gösterdi. İlk başta, Sweetman okumaları bir sensör arızasına bağladı. Ancak bu fenomen, 2021 ve 2022’deki sonraki geziler sırasında meydana gelmeye devam etti ve alternatif bir teknikle yapılan ölçümlerle doğrulandı. Sweetman, “Birdenbire, sekiz yıl boyunca okyanus tabanının 4.000 metre aşağısındaki bu potansiyel olarak şaşırtıcı yeni süreci görmezden geldiğimi fark ettim” diyor.

Sweetman, üretilen oksijen miktarlarının küçük olmadığını söylüyor: odalardaki gaz, alg bakımından zengin yüzey sularında görülenlerden daha yüksek konsantrasyonlara ulaşıyor. Sweetman’ın araştırdığı diğer bölgelerin hiçbiri polimetalik nodüller içermiyordu, bu da bu kayaların bu ‘karanlık oksijen’ üretiminde önemli bir role sahip olduğunu gösteriyor.

Bu hipotezin ilk testi olarak, ekip deniz tabanında bulunan koşulları gemilerindeki bir laboratuvarda yeniden yarattı. Polimetalik nodüller de dahil olmak üzere deniz tabanından toplanan örnekleri izlediler ve oksijen konsantrasyonunun en azından bir süreliğine arttığını gördüler. “Bir noktaya kadar oksijen üretmeye başlarlar. Sonra dururlar,” diyor Sweetman – muhtemelen su moleküllerinin bölünmesini sağlayan enerji tükendiği için. Bu, bu enerjinin nereden geldiği sorusunu bırakıyor. Eğer nodüllerin kendileri pil gibi davranıyor olsaydı – kimyasal bir reaksiyondan enerji üretiyor olsaydı – uzun zaman önce tükenmiş olurdu.

Deniz tabanında keşfedilen gizemli oksijen kaynağı — bilim adamlarını şaşırtıyor (nature.com): Deniz tabanında keşfedilen gizemli oksijen kaynağı — bilim adamlarını şaşırtıyor!