Cientistas descobrem oxigênio “escuro” sendo produzido a mais de 13.000 pés inferior da superfície do oceano #ÚltimasNotícias

Um fenômeno misterioso observado pela primeira vez em 2013 a bordo de um navio em uma secção remota do Oceano Pacífico parecia tão paradoxal que convenceu o investigador oceânico Andrew Sweetman de que seu equipamento de monitoramento estava com defeito.

As leituras dos sensores pareciam mostrar que o oxigênio estava sendo produzido no fundo do mar a 4.000 metros (muro de 13.100 pés) inferior da superfície, onde nenhuma luz pode penetrar. A mesma coisa aconteceu em três viagens subsequentes para uma região conhecida porquê Clarion-Clipperton Zone.

“Eu basicamente disse aos meus alunos, exclusivamente coloquem os sensores de volta na caixa. Nós os enviaremos de volta ao trabalhador e os testaremos porque eles estão exclusivamente nos dando bobagens”, disse Sweetman, um professor da Scottish Association for Marine Science e líder do grupo de ecologia do fundo do mar e biogeoquímica da instituição. “E toda vez que o trabalhador voltava: ‘Eles estão funcionando. Eles estão calibrados.'”

Organismos fotossintéticos, porquê vegetação, plâncton e algas, usam a luz solar para produzir oxigênio que circula nas profundezas do oceano, mas estudos anteriores conduzidos no fundo do mar mostraram que o oxigênio é exclusivamente consumido, e não produzido, pelos organismos que vivem lá, disse Sweetman.

Agora, a pesquisa de sua equipe está desafiando essa suposição de longa data, descobrindo que o oxigênio é produzido sem fotossíntese.

“Você fica precatado quando vê um pouco que vai contra o que deveria estar acontecendo”, disse ele.

O estudo, publicado segunda-feira no periódico Nature Geoscience, demonstra o quanto ainda é incógnito sobre as profundezas do oceano e ressalta o que está em jogo no esforço para explorar o fundo do oceano em procura de metais e minerais raros. Sua invenção de que há outra nascente de oxigênio no planeta além da fotossíntese também tem implicações de longo alcance que podem ajudar a desvendar as origens da vida.

Amostragem do fundo do mar

Sweetman fez a reparo inesperada de que oxigênio “escuro” estava sendo produzido no fundo do mar enquanto avaliava a biodiversidade marinha em uma superfície destinada à mineração de nódulos polimetálicos do tamanho de batatas. Os nódulos se formam ao longo de milhões de anos por meio de processos químicos que fazem com que metais precipitem da chuva ao volta de fragmentos de conchas, bicos de lulas e dentes de tubarão e cobrem uma superfície surpreendentemente grande do fundo do mar.

Metais porquê cobalto, níquel, cobre, lítio e manganês contidos nos nódulos são muito procurados para uso em painéis solares, baterias de carros elétricos e outras tecnologias verdes. No entanto, os críticos dizem que a mineração em cimalha mar pode danificar irrevogavelmente o envolvente subaquático impoluto, com ruídos e plumas de sedimentos levantadas por equipamentos de mineração prejudicando ecossistemas de águas médias, muito porquê organismos no fundo do mar que frequentemente vivem nos nódulos.

Também é provável, alertam esses cientistas, que a mineração em cimalha mar possa interromper a maneira porquê o carbono é armazenado no oceano, contribuindo para a crise climática.

Para o experimento de 2013, Sweetman e seus colegas usaram um módulo de pouso em águas profundas que afunda até o fundo do mar para furar uma câmara, menor que uma caixa de sapatos, no sedimento para envolver uma pequena superfície do fundo do mar e um volume de chuva supra dela.

O que ele esperava que o sensor detectasse eram níveis de oxigênio caindo lentamente ao longo do tempo, conforme animais microscópicos o inalavam. A partir desses dados, ele planejou calcular um pouco chamado “consumo de oxigênio da comunidade de sedimentos”, que fornece informações importantes sobre a atividade da fauna e dos microrganismos do fundo do mar.

Foi somente em 2021, quando Sweetman usou outro método de pedestal para detectar oxigênio e produziu o mesmo resultado, que ele aceitou que o oxigênio estava sendo produzido no fundo do mar e que ele precisava entender o que estava acontecendo.

“Pensei: ‘Meu Deus, nos últimos oito ou nove anos, estive ignorando um pouco profundo e enorme'”, disse ele.

Sweetman observou o fenômeno repetidamente ao longo de quase uma dez e em vários locais na Zona Clarion-Clipperton, uma grande superfície que se estende por mais de 6.400 quilômetros e está além da jurisdição de qualquer país.

A equipe levou algumas amostras de sedimentos, chuva do mar e nódulos polimetálicos para estudar em laboratório e tentar entender exatamente porquê o oxigênio estava sendo produzido.

Compreendendo o oxigênio escuro

Por meio de uma série de experimentos, os pesquisadores descartaram processos biológicos porquê micróbios e se concentraram nos próprios nódulos porquê a origem do fenômeno. Talvez, eles raciocinaram, fosse oxigênio sendo liberado do óxido de manganês no nódulo. Mas tal liberação não foi a pretexto, disse Sweetman.

Um documentário sobre mineração em cimalha mar que Sweetman assistiu em um bar de hotel em São Paulo, Brasil, desencadeou um progresso. “Havia alguém dizendo: ‘Isso é uma bateria em uma rocha'”, ele lembrou. “Assistindo a isso, de repente pensei, poderia ser eletroquímico? Essas coisas que eles querem minerar para fazer baterias, elas poderiam realmente ser baterias?”

Manante elétrica, mesmo de uma rima AA, quando colocada em chuva salgada, pode dividir a chuva em oxigênio e hidrogênio – um processo divulgado porquê eletrólise da chuva do mar, disse Sweetman. Talvez o nódulo estivesse fazendo um pouco semelhante, ele raciocinou.

Sweetman abordou Franz Geiger, um eletroquímico da Northwestern University em Evanston, Illinois, e juntos eles investigaram mais a fundo. Usando um dispositivo chamado multímetro para medir pequenas voltagens e variações em voltagens, eles registraram leituras de 0,95 volts da superfície dos nódulos.

Essas leituras foram menores que a voltagem de 1,5 necessária para a eletrólise da chuva do mar, mas sugeriram que voltagens significativas poderiam ocorrer quando os nódulos se agrupavam.

“Parece que descobrimos uma ‘geobateria’ proveniente”, disse Geiger, o professor Charles E. e Emma H. ​​Morrison de Química no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern, em um expedido à prelo. “Essas geobaterias são a base para uma provável explicação da produção de oxigênio escuro do oceano.”

Desafiando o paradigma

A invenção de que nódulos abissais, ou de águas profundas, estão produzindo oxigênio é “uma invenção surpreendente e inesperada”, disse Daniel Jones, professor e director de biogeociências oceânicas no National Oceanography Centre em Southampton, Inglaterra, que trabalhou com Sweetman, mas não estava diretamente envolvido na pesquisa. “Descobertas porquê essa demonstram o valor de expedições marítimas a essas áreas remotas, mas importantes, dos oceanos do mundo”, disse ele por e-mail.

O estudo definitivamente desafia “o paradigma tradicional do ciclo de oxigênio no mar profundo”, de convenção com Beth Orcutt, investigador pesquisadora sênior do Bigelow Laboratory for Ocean Sciences no Maine. Mas a equipe forneceu “dados de suporte suficientes para justificar a reparo porquê um sinal verdadeiro”, disse Orcutt, que não estava envolvida na pesquisa.

Craig Smith, professor emérito de oceanografia na Universidade do Havaí em Mnoa, chamou a hipótese da geobateria de uma explicação razoável para a produção de oxigênio escuro.

“(C)om qualquer novidade invenção, no entanto, pode possuir explicações alternativas”, disse ele por e-mail.

“A significância regional dessa (produção de oxigênio escuro) não pode realmente ser avaliada devido à natureza limitada deste estudo, mas sugere uma potencial função ecossistêmica não reconhecida dos nódulos de manganês no fundo do mar profundo”, disse Smith, que também não estava envolvido no estudo.

Desvendando as origens da vida

O Serviço Geológico dos EUA estima que existam 21,1 bilhões de toneladas secas de nódulos polimetálicos na Zona Clarion-Clipperton, contendo mais metais críticos do que todas as reservas terrestres do mundo juntas.

A Domínio Internacional dos Fundos Marinhos, sob a Convenção das Nações Unidas sobre o Recta do Mar, regula a mineração na região e emitiu contratos de exploração. O grupo está se reunindo na Jamaica levante mês para considerar novas regras para permitir que empresas extraiam metais do fundo do oceano.

No entanto, vários países, incluindo o Reino Unificado e a França, expressaram cautela, apoiando uma moratória ou proibição da mineração em cimalha mar para salvaguardar os ecossistemas marinhos e poupar a biodiversidade. No início deste mês, o Havaí proibiu a mineração em cimalha mar em suas águas estaduais.

Sweetman e Geiger disseram que a indústria de mineração deveria considerar as implicações desta novidade invenção antes de potencialmente explorar os nódulos do fundo do mar.

Smith, da Universidade do Havaí, disse que era em prol de uma pausa na mineração dos nódulos, considerando o impacto que isso teria em um envolvente vulnerável, biodiverso e intocado.

As primeiras tentativas de mineração na zona na dez de 1980 serviram de alerta, disse Geiger.

“Em 2016 e 2017, biólogos marinhos visitaram locais que foram minerados na dez de 1980 e descobriram que nem mesmo bactérias haviam se restaurado nas áreas mineradas”, disse Geiger.

“Em regiões não mineradas, no entanto, a vida marinha floresceu. Por que tais ‘zonas mortas’ persistem por décadas ainda é incógnito”, ele acrescentou. “No entanto, isso coloca um grande asterisco nas estratégias de mineração do fundo do mar, pois a flutuação faunística do fundo do oceano em áreas ricas em nódulos é maior do que nas florestas tropicais mais diversas.”

Sweetman, cuja pesquisa científica foi financiada e apoiada por duas empresas interessadas na mineração da Zona Clarion-Clipperton, disse que era crucial ter supervisão científica sobre a mineração em águas profundas.

Muitas questões permanecem sem resposta sobre porquê o oxigênio escuro é produzido e qual o papel que ele desempenha no ecossistema do fundo do mar.

Entender porquê o fundo do oceano produz oxigênio também pode lançar luz sobre as origens da vida, acrescentou Sweetman. Uma teoria de longa data é que a vida evoluiu em fontes hidrotermais profundas, e a invenção de que a eletrólise da chuva do mar poderia formar oxigênio nas profundezas poderia inspirar novas maneiras de pensar sobre porquê a vida começou na Terreno.

“Acho que há mais ciência que precisa ser feita, mormente em torno desse processo e da valimento dele”, disse Sweetman. “Espero que seja o primícias de um pouco incrível.”

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