El «oxígeno oscuro» de las profundidades marinas plantea dudas sobre la vida extraterrestre

Los investigadores han descubierto que las rocas generan «oxígeno oscuro» en un área que se está explorando para la minería en aguas profundas.

A más de 12.000 pies bajo la superficie del mar, en una región del Océano Pacífico conocida como Zona Clarion-Clipperton (CCZ), rocas de millones de años cubren el fondo del mar. Estas rocas pueden parecer sin vida, pero entre las esquinas y grietas de sus superficies, pequeñas criaturas marinas y microbios tienen su hogar, muchos de ellos excepcionalmente adaptados a la vida en la oscuridad.

«Eso fue realmente extraño, porque nadie lo había visto antes».

Estas rocas de aguas profundas, llamadas nódulos polimetálicos, no sólo albergan una sorprendente cantidad de criaturas marinas. También producen oxígeno en el fondo del mar, informan los investigadores.

El descubrimiento es sorprendente teniendo en cuenta que el oxígeno normalmente lo crean plantas y organismos con la ayuda del sol, no a partir de rocas en el fondo del océano. Aproximadamente la mitad de todo el oxígeno que respiramos se produce cerca de la superficie del océano mediante el fitoplancton que realiza la fotosíntesis como las plantas que habitan la tierra.

Dado que el sol es necesario para llevar a cabo la fotosíntesis, el descubrimiento de la producción de oxígeno en el fondo del mar, donde no hay luz, pone patas arriba la sabiduría convencional. Fue tan inesperado que los científicos involucrados en el estudio primero pensaron que se trataba de un error.

«Esto fue realmente extraño, porque nadie lo había visto antes», dice Jeffrey Marlow, profesor asistente de biología en la Universidad de Boston y coautor del estudio en Naturaleza Geociencia.

Como experto en microbios que viven en los hábitats más extremos de la Tierra, como la lava endurecida y los respiraderos hidrotermales de las profundidades marinas, Marlow inicialmente sospechó que la actividad microbiana podría ser responsable de producir oxígeno. El equipo de investigación utilizó cámaras de aguas profundas que descienden al fondo del mar y encierran agua de mar, sedimentos, nódulos polimetálicos y organismos vivos. Luego midieron cómo cambiaban los niveles de oxígeno en las cámaras durante 48 horas. Si hay muchos organismos que respiran oxígeno, los niveles suelen disminuir, dependiendo de cuánta actividad animal haya en la habitación. Pero en este caso, el oxígeno estaba aumentando.

«Resolucionamos muchos problemas y descubrimos que los niveles de oxígeno aumentaron muchas más veces después de la medición inicial», dice Marlow. «Ahora estamos convencidos de que se trata de una señal real».

Él y sus colegas estaban a bordo de un barco de investigación encargado de aprender más sobre la ecología de la CCZ, que se extiende por 1,7 millones de millas cuadradas entre Hawaii y México, para un estudio ambiental patrocinado por The Metals Company, una empresa de minería de aguas profundas interesada en la extracción. . la roca en masa por los metales. Después de realizar experimentos a bordo del barco, Marlow y el equipo, dirigido por Andrew Sweetman de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas, concluyeron que el fenómeno no es causado principalmente por la actividad microbiana, a pesar de la abundancia de muchos tipos diferentes de microbios tanto en y dentro. la roca

Los nódulos polimetálicos están hechos de metales raros, como cobre, níquel, cobalto, hierro y manganeso, razón por la cual las empresas están interesadas en extraerlos. Según el estudio, resulta que esos metales densamente empaquetados probablemente provoquen la «electrólisis del agua de mar». Esto significa que los iones metálicos en las capas de roca están distribuidos de manera desigual, creando una separación de cargas eléctricas, tal como sucede dentro de una batería. Este fenómeno crea suficiente energía para dividir las moléculas de agua en oxígeno e hidrógeno. Lo llamaron «oxígeno oscuro», ya que es oxígeno producido sin luz solar. Lo que aún no está claro es el mecanismo exacto de cómo sucede esto, si los niveles de oxígeno varían en la CCZ y si el oxígeno juega un papel importante en el mantenimiento del ecosistema local.

The Metals Company llama a los nódulos polimetálicos una «batería en una roca», y en su sitio web afirma que extraerlos podría acelerar la transición a vehículos eléctricos impulsados ​​por baterías y afirma que la minería en la tierra eventualmente ya no será necesaria. Hasta ahora, la minería en la CCZ es exploratoria, pero la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos de las Naciones Unidas, que gestiona la zona, puede comenzar a tomar decisiones sobre la minería el próximo año. The Metals Company está trabajando con los estados del Pacífico de Nauru, Tonga y Kiribati para obtener acceso a licencias mineras, pero muchas otras naciones del Pacífico Sur, incluidas Palau, Fiji y Tuvalu, han apoyado abiertamente una moratoria o una pausa en la minería. planes. Grupos de activistas medioambientales como Greenpeace y Ocean Conservancy piden una prohibición permanente, y quienes se oponen a la operación temen que pueda causar daños irreversibles al fondo marino.

Mientras tanto, los científicos han comenzado a estudiar los posibles impactos de una alteración del ecosistema en gran parte inexplorada. El nuevo artículo aporta conocimientos sobre las condiciones básicas del área antes de que comience cualquier excavación a gran escala.

«No conocemos todas las implicaciones, pero para mí este hallazgo sugiere que deberíamos considerar profundamente lo que le hace a la comunidad animal cambiar estos sistemas», dice Marlow, ya que todos los animales necesitan oxígeno para sobrevivir.

La CCZ es también el entorno perfecto para estudiar los organismos más pequeños del planeta, como las bacterias y las arqueas (organismos unicelulares) que se encuentran en los sedimentos y los nódulos. Marlow y su coautor Peter Schroedl (GRS’25), estudiante de doctorado en ecología, comportamiento y evolución, están especialmente centrados en el uso de microbios encontrados en ambientes extremos como la CCZ como modelos para encontrar vida unicelular en otros planetas y lunas, ya que los desiertos, los volcanes y los respiraderos del fondo marino son los lugares más similares que tenemos para muchas lunas de Marte y Saturno. A esto se le llama astrobiología, un campo que busca informar la búsqueda de vida extraterrestre mediante el estudio de los sistemas de la Tierra.

«Vivir en entornos como la CCZ brinda la oportunidad de estudiar ecosistemas que se han desarrollado bajo distintas presiones y limitaciones evolutivas», dice Schroedl, que trabaja en el laboratorio de Marlow. Esas condiciones (la profundidad, la presión y el ambiente acuático) son «análogas a las condiciones que hemos medido o esperamos detectar en la luna helada», dice.

Por ejemplo, la luna de Saturno, Encélado, y la luna de Júpiter, Europa, están cubiertas de capas de hielo y la luz solar no llega al agua atrapada debajo.

«Quién sabe, si bajo el hielo hay este tipo de rocas que producen oxígeno, eso podría permitir que exista una biosfera más productiva», dice Marlow. «Si no se necesita la fotosíntesis para producir oxígeno, entonces otros planetas con océanos y rocas ricas en metales como estos nódulos podrían sustentar una biosfera más evolucionada de lo que creíamos posible en el pasado».

Hay muchas preguntas que seguir planteándonos, dice Marlow, sobre lo que significa el descubrimiento del oxígeno oscuro para los océanos extraterrestres y el nuestro.

“En general, pensamos en las profundidades del mar como un lugar donde cae material en descomposición y los animales se comen los restos. Pero este descubrimiento está recalibrando esa dinámica», afirma.

«Nos ayuda a ver las profundidades del océano como un lugar de producción, similar a lo que encontramos con las filtraciones de metano y los respiraderos hidrotermales que crean un oasis para los animales y microbios marinos. Creo que es una inversión divertida de cómo tendemos a pensar sobre las profundidades del mar».

Fuente: Universidad de Boston