Bij een zeebodemverrassing kunnen metaalrijke stukken diepzeezuurstof genereren

Maar nieuwe experimenten, zowel in kamers die zijn verlaagd tot op de zeebodem van de Stille Oceaan als in het laboratorium, laten zien dat er mogelijk andere bronnen voor die zuurstof zijn, rapporteren Sweetman en zijn collega’s op de 22e. Natuur Geowetenschappen.

Sweetman bestudeert al jaren ecosystemen op de zeebodem, duizenden meters diep in de Stille Oceaan. Over grote gebieden liggen metaalrijke knobbeltjes die waardevolle mineralen bevatten – en dus doelwitten voor mijnbouw – op de zeebodem (GND: 21.2.14). Tijdens verschillende expedities suggereerden de sensoren voor opgeloste zuurstof van het team ongebruikelijk dat de stof, in plaats van alleen maar door organismen te worden geconsumeerd, feitelijk in zijn geheel werd geproduceerd. De onderzoekers verwierpen de metingen als onjuist en herkalibreerden vervolgens de instrumenten voor het volgende uitje.

Nadat verschillende van dergelijke expedities soortgelijke afwijkende metingen hadden opgeleverd, ontwikkelde het team een ​​andere methode voor het meten van opgeloste zuurstof, waaruit ook bleek dat het gas werd gegenereerd.

Uit de gegevens van het team bleek dat de nepzuurstof niet afkomstig was van bellen die vastzaten in hun apparatuur, en ook niet lekte uit het polymeermateriaal dat werd gebruikt om de testkamers te maken. Het was ook niet het resultaat van de natuurlijke radioactiviteit van het metaal in de knollen die watermoleculen splijten of de afbraak van mangaanoxidemineralen in de knollen. Laboratoriumtests onder omstandigheden die de koude duisternis van de zeebodem in de Stille Oceaan nabootsen, toonden ook aan dat de concentraties opgeloste zuurstof toenamen in plaats van afnamen in de aanwezigheid van de knobbeltjes.

“Toen zeiden we: ‘Goh, we hebben weer een zuurstofbron'”, zegt Sweetman.

Toen de teamleden de knobbeltjes verder testten, ontdekten ze dat de klontjes zich gedroegen als kleine batterijen en tussen sommige punten op het oppervlak van de klontjes tot 0,95 volt produceerden. Hoewel er iets meer dan 1,5 volt nodig is om zeewater in waterstof en zuurstof te splitsen, suggereert Sweetman dat onder bepaalde omstandigheden groepen knobbeltjes samen voldoende spanning kunnen produceren om de truc te doen.

Zuurstofproductie lijkt plaats te vinden op de oppervlakken van de knobbeltjes, zegt Sweetman. Uit de tests van het team bleek dat de snelheid van de zuurstofproductie correleerde met het gemiddelde oppervlak van de knobbeltjes, rapporteerden de onderzoekers.

“In het grotere geheel is dit slechts een van de vele processen in de diepzee die we nu pas ontdekken”, zegt Lisa Levin, een biologische oceanograaf bij de Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Californië. Meer dan de helft van de biodiversiteit in deze ecosystemen leeft op knobbeltjes en maakt gebruik van de harde oppervlakken voor houvast, maar ook voor toegang tot de zuurstof die daar ontstaat. Het is niet duidelijk, merkt ze op, of organismen die in onderliggende sedimenten leven ook afhankelijk zijn van deze lokale zuurstofbron.

“Het is verrassend dat we hier niets van wisten [process] eerder dat we het over het hoofd hadden gezien”, zegt Beth Orcutt, een geomicrobioloog bij het Bigelow Laboratory for Ocean Sciences in East Boothbay, Maine.

Diepzeemijnbouw van metaalknobbeltjes zou sedimentwolken doen opwaaien die zich opnieuw zouden ophopen en nabijgelegen niet-gemijnde gebieden zouden verstikken. Als dat zo is, zou mijnbouw daar de zuurstofproductie kunnen verminderen, voegt Orcutt toe, hoewel het onduidelijk is wat dat met het bredere ecosysteem zou kunnen doen. Die reductie zou hoger zijn dan het bedrag dat voortvloeit uit het verwijderen van de knobbeltjes zelf.

“Op dit moment”, merkt ze op, “weten we niet of de zuurstofproductie een effect heeft buiten het gebied rond de knobbel.”