علماء يكتشفون “الأكسجين المظلم” الذي يتم إنتاجه بدون ضوء في أعماق المحيط

وقال بو باركر يورغنسن، الخبير في الكيمياء الحيوية البحرية الذي لم يشارك في البحث ولكنه قام بمراجعة الدراسة، في مقابلة إن هذا “اكتشاف غير عادي للغاية”.

وقد يكون لهذه النتائج آثار على صناعة التعدين في أعماق البحار، التي سعى لاعبوها إلى السماح لهم باستكشاف أعماق المحيط واستخراج المعادن مثل تلك التي تشكل العقيدات المتعددة المعادن. يُنظر إليها على أنها حاسمة للتحول إلى الطاقة الخضراء. نشطاء البيئة والعديد من العلماء يعتقد التعدين في أعماق البحار أمر خطير لأنها قد تؤدي إلى زعزعة استقرار النظم البيئية بطرق غير متوقعة وقد تؤثر على قدرة المحيط على المساعدة في احتواء تغير المناخ. وقد تلقت الدراسة تمويلاً من شركات تعمل في مجال استكشاف التعدين في قاع البحر.

عندما سجل أندرو سويتمان، المؤلف الرئيسي للدراسة، لأول مرة قراءات غير عادية للأكسجين قادمة من قاع المحيط الهادئ في عام 2013، كان يعتقد أن معدات بحثه قد تعطلت.

“لقد أخبرت طلابي في الأساس، فقط ضعوا أجهزة الاستشعار في الصندوق. وسنعيدها إلى الشركة المصنعة ونقوم باختبارها لأنها لا تقدم لنا سوى هراء”، هذا ما قاله سويتمان، رئيس مجموعة أبحاث علم البيئة والكيمياء الحيوية لقاع البحر في الجمعية الاسكتلندية لعلوم البحار. وقال لشبكة CNN“وفي كل مرة يعود فيها المصنع يقول: “إنهم يعملون، وقد تم معايرتهم”.

في عامي 2021 و2022، عاد سويتمان وفريقه إلى منطقة كلاريون كليبرتون، وهي منطقة تقع تحت المحيط الهادئ المركزي والمعروفة بوجود كميات كبيرة من العقيدات المتعددة المعادن. وعلى ثقة من أن أجهزة الاستشعار الخاصة بهم تعمل، أنزلوا جهازًا على عمق يزيد عن 13000 قدم تحت السطح لوضع صناديق صغيرة في الرواسب. وظلت الصناديق في مكانها لمدة 47 ساعة، لإجراء التجارب وقياس مستويات الأكسجين التي تستهلكها الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش هناك.

وبدلاً من أن تنخفض مستويات الأكسجين، فقد ارتفعت – مما يشير إلى أن كمية الأكسجين التي يتم إنتاجها أكبر من كمية الأكسجين المستهلكة.

افترض الباحثون أن النشاط الكهروكيميائي للمعادن المختلفة التي تشكل العقيدات المتعددة المعادن كانت الخلايا العصبية في الدماغ مسؤولة عن إنتاج الأكسجين الذي تم قياسه بواسطة أجهزة الاستشعار – مثل البطارية التي تتدفق فيها الإلكترونات من قطب كهربائي إلى آخر، مما يخلق تيارًا كهربائيًا، كما قال توبياس هان، أحد المشاركين في الدراسة، في مقابلة.

وقال هان، الذي ركز بشكل خاص على أجهزة الاستشعار المستخدمة في تجارب الدراسة، إن هذه الفرضية من شأنها أن تضيف طبقة إلى فهمنا لكيفية وجود الكائنات الحية تحت سطح البحر. وأضاف: “كنا نعتقد أن الحياة بدأت على الأرض عندما بدأت عملية التمثيل الضوئي، حيث تم جلب الأكسجين إلى الأرض من خلال عملية التمثيل الضوئي. ومن الممكن أن تكون هذه العملية المتمثلة في تقسيم الماء كهروكيميائيًا إلى أكسجين وهيدروجين هي التي زودت المحيط بالأكسجين”.

وأضاف أن “هذا قد يكون بمثابة تغيير في القصة حول كيفية بدء الحياة”.

أ بيان صحفي حول الدراسة وقالت الدراسة إن النتائج التي توصلت إليها تتحدى “الافتراضات القديمة القائلة بأن الكائنات الحية القادرة على التمثيل الضوئي فقط، مثل النباتات والطحالب، هي التي تولد الأكسجين على الأرض”.

ولكن إذا تم تأكيد هذا الاكتشاف، “فنحن بحاجة إلى إعادة التفكير في كيفية استخراج” مواد مثل الكوبالت والنيكل والنحاس والليثيوم والمنجنيز تحت الماء، “حتى لا نستنزف مصدر الأكسجين للحياة في أعماق البحار”، كما قال فرانز جايجر، أستاذ الكيمياء في جامعة نورث وسترن وأحد المشاركين في الدراسة، في البيان.

يقول جايجر إن التعدين تحت سطح البحر في ثمانينيات القرن العشرين يشكل قصة تحذيرية. فعندما زار علماء الأحياء البحرية مثل هذه المواقع بعد عقود من الزمان، “وجدوا أن البكتيريا لم تتعاف حتى”. ولكن في المناطق التي لم يتم التعدين فيها، “ازدهرت الحياة البحرية”.

وقال إن “السبب وراء استمرار هذه “المناطق الميتة” لعقود من الزمن لا يزال مجهولا”. لكن حقيقة وجودها تشير إلى أن استخراج المعادن من قاع البحر في المناطق التي تحتوي على الكثير من العقيدات المتعددة المعادن قد يكون ضارا بشكل خاص، لأن هذه المناطق تميل إلى وجود تنوع حيواني أكبر من “الغابات المطيرة الاستوائية الأكثر تنوعا”، على حد قوله.

ورغم أن الدراسة أشارت إلى مسار جديد مثير للاهتمام لدعم الحياة في أعماق المحيط، إلا أن العديد من الأسئلة لا تزال قائمة، كما قال هان. وأضاف: “نحن لا نعرف كمية “الأكسجين الداكن” التي يمكن إنشاؤها من خلال هذه العملية، وكيف تؤثر على العقيدات المتعددة المعادن أو ما هي كميات العقيدات اللازمة لتمكين إنتاج الأكسجين”.

ورغم أن منهجية الدراسة قوية، إلا أن “ما ينقصها هو فهم ما يجري، وما هو نوع هذه العملية”، كما قال باركر يورغنسن.