اكتشاف «الأكسجين الداكن» في قاع محيط

تشرين:

اكتشف فريق من الباحثين أن المعادن المعدنية الموجودة في قاع المحيطات يمكن أن تنتج الأكسجين دون ضوء الشمس، على عمق نحو 4 كيلومترات (1300قدم) تحت سطح الماء، مؤكدين أن الرواسب المحتوية على معادن في قاع المحيط الهادئ تنتج الأكسجين نتيجة تفاعلات كيميائية مع جزيئات الماء.
وقد توصل عالم الكيمياء الحيوية أندرو سويتمان، من الجمعية الأسكتلندية للعلوم البحرية (سامس) وزملاؤه إلى هذا الاكتشاف المفاجئ أثناء قياس مستويات الأكسجين في قاع المحيط الهادئ لتقييم آثار التعدين في أعماق المحيطات،   إضافة إلى دراسة عينات من الصخور التي جمعت من قاع المحيط الهادئ في منطقة تسمى كلاريون-كليبرتون، التي هي عبارة عن شريط واسع في المحيط الهادئ يقع بين جزيرتي كلاريون وكليبرتون، حيث يوجد في قاعه العديد من الكتل المعدنية المكورة، يبلغ قطرها 3- 10 سم، تحتوي على الحديد والليثيوم والمنغنيز ومعادن أخرى، حسبما ذكرت وكالة “تاس” الروسية.
ويقول البروفيسور أندرو سويتمان: تطلب ظهور الحياة الهوائية على الأرض وجود مصادر للأكسجين، الذي تنتجه الكائنات الحية بعملية التمثيل الضوئي بشكل تقليدي، ولكن الآن اتضح أن جزيئاته تنشأ أيضاً في أعماق المحيطات، حيث لا يوجد ضوء. لذلك نعيد التفكير مرة أخرى أين ومتى عاش أول سكان هوائيين على الأرض.
وأوضح سويتمان بالقول: عندما حصلنا على هذه البيانات لأول مرة، اعتقدنا أن أجهزة الاستشعار كانت معيبة، وأن معداتنا قد تعطلت لأنه في هذا العمق، يستهلك الأكسجين دائماً بدلاً من إنتاجه،   وأن كل دراسة أجريت في أعماق البحار شهدت فقط استهلاك الأكسجين بدلاً من إنتاجه، وكنا نعود إلى المنزل ونعيد معايرة أجهزة الاستشعار، و لذلك نظمنا رحلات بحرية عديدة خلال السنوات العشر الماضية وكانت نتائجها مماثلة حتى عندما استخدمنا طرقاً أخرى، ما يؤكد هذا الاكتشاف المفاجئ.
وقد أثبتت دراسة هذه المكورات المعدنية في المختبر أنها تنتج الأكسجين فعلاً لأن هذه المعادن عبارة عن بطاريات طبيعية تولد الكهرباء عند ملامستها لمياه البحر. وتؤدي حركة التيار عبر الماء إلى تحلل الماء وتراكم الأكسجين في طبقات المحيط التي تقع بجوار هذه المكورات. وتلعب احتياطيات هذا الغاز، بحسب العلماء، دوراً مهماً في حياة الميكروبات والكائنات الحية الأخرى التي تعيش في قاع المحيط الهادئ.
وأردف قائلاً: نحن نقدّر هذه المعادن بالضبط لاستخدامها في البطاريات، وتبين أن هذه هي بالضبط الطريقة التي قد تتصرف بها الصخور تلقائيًا في قاع المحيط.
من جانبه، قال نيكولاس أوينزعالم المحيطات في جمعية “سامس” والذي لم يشارك في البحث: إن اكتشاف إنتاج الأكسجين من خلال عملية لا تتعلق بالتمثيل الضوئي يتطلب منا إعادة التفكير في كيفية نشأة تطور الحياة المعقدة على الكوكب.
وتابع قائلاً: في رأيي، هذه واحدة من أكثر النتائج إثارة في علوم المحيطات، في الآونة الأخيرة.
ووجد الباحثون أن الصخور المتعددة المعادن المفردة تنتج جهدًا يصل إلى 0.95 فولت، لذا، عند تجميعها معًا، مثل البطاريات في سلسلة، يمكنها بسهولة الوصول إلى 1.5 فولت المطلوبة لفصل الأكسجين عن الماء في تفاعل التحليل الكهربائي.
بدوره ،  قال الكيميائي فرانز جيجر، من جامعة نورث وسترن:   يبدو أننا اكتشفنا بطارية جغرافية طبيعية، مضيفاً : هذه البطاريات الجيولوجية هي الأساس لتفسير محتمل لإنتاج الأكسجين الداكن في المحيط.