นักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบ 'ออกซิเจนมืด' ไม่สนใจมันมานานหลายปี นี่คือเหตุผล

เด็กมักจะถามว่า "ทำไม?" เมื่อพวกเขาได้สัมผัสกับสิ่งต่าง ๆ เป็นครั้งแรกมันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะต้องการหาข้อมูลเพิ่มเติม แต่เมื่อเด็กเติบโตเป็นผู้ใหญ่พวกเขามักจะยกเลิกสิ่งใหม่ ๆ ที่ท้าทายประสบการณ์และความเข้าใจของพวกเขา

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับฉันเมื่อฉันค้นพบแหล่งผลิตออกซิเจนในทะเลลึก - แต่ไม่สนใจมันเป็นเวลาเก้าปี

ในปี 2013 ฉันทำการทดลองเพื่อวัดการปั่นจักรยานคาร์บอนบนพื้นทะเลในเขต Clarion-Clipperton ของมหาสมุทรแปซิฟิกในปี 2013 ฉันติดตั้งระบบ Lander (แพลตฟอร์มที่ดำเนินการระยะไกลที่ใช้ในการพกพาอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์) ลึก 4,000 เมตรและกลับมาพร้อมกับฟองอากาศภายใน

นี่เป็นเรื่องผิดปกติอย่างมากดังนั้นอีกสองปีต่อมาเมื่อเรากลับไปที่ไซต์เดียวกันฉันจึงใช้ Optodes (เซ็นเซอร์ออกซิเจน) กับฉัน

สิ่งเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดปริมาณการใช้ออกซิเจน แต่พวกเขาแสดงให้ฉันเห็นการผลิตออกซิเจนซึ่งตรงกันข้ามกับสิ่งที่ฉันคาดหวัง แทนที่จะตั้งคำถามว่าทำไมฉันถึงได้ผลลัพธ์เหล่านี้ฉันจึงยกเลิกการอ่านอันเป็นผลมาจากเซ็นเซอร์ที่ผิดพลาด

เราทุกคนได้รับการสอนตั้งแต่ต้นในการศึกษาของเราว่าออกซิเจนนั้นผลิตผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงเท่านั้นและต้องใช้แสง - สิ่งที่ขาดแคลนที่อยู่ใต้ผิวน้ำหลายพันเมตร

ฉันใช้เวลาจนถึงปี 2021 เมื่อฉันวัดการผลิตออกซิเจนด้วยวิธีที่สองที่ฉันรู้ว่าเราพบสิ่งที่ยอดเยี่ยม: ออกซิเจนมืด - ออกซิเจนที่ผลิตโดยไม่มีแสงแดด

ในช่วงฤดูร้อนปี 2567 ทีมของฉันและฉันตีพิมพ์การค้นพบของเราในวารสาร Nature Geoscience

การค้นพบออกซิเจนมืดได้เปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับทะเลลึกและชีวิตที่อาจเกิดขึ้นบนโลก แต่เราก็ยังไม่รู้แน่นอนว่าการผลิตออกซิเจนนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรและในระดับใดและมีความสำคัญทางนิเวศวิทยาต่อระบบนิเวศทะเลลึกที่เกิดขึ้นหรือไม่

ในบทความของเราเราแนะนำว่าแหล่งที่มาอาจเป็นก้อนโพลีเมตอลลิกการก่อตัวของหินที่ประกอบด้วยโลหะต่าง ๆ มากมายรวมถึงแมงกานีสซึ่งสามารถสร้างความแตกต่างในศักยภาพทางไฟฟ้าเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำทะเล

เราเสนอว่าสิ่งเหล่านี้สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้เพียงพอที่จะแบ่งน้ำทะเลออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนการศึกษาภาษาจีนใหม่เพิ่งแสดงให้เห็นว่าออกซิเจนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อก้อนแมงกานีสเหล่านี้เกิดขึ้น

เพิ่มเติมคำถาม 'ทำไม'

ในปีนี้ด้วยการระดมทุนจากมูลนิธิ Nippon เราจะตรวจสอบคำถามทางวิทยาศาสตร์เหล่านี้ หากเราแสดงให้เห็นว่าการผลิตออกซิเจนเป็นไปได้ในกรณีที่ไม่มีการสังเคราะห์แสงการค้นพบนี้จะเปลี่ยนวิธีที่เรามองความเป็นไปได้ของชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นเช่นกัน

อันที่จริงเรากำลังสนทนากับผู้เชี่ยวชาญที่นาซ่าซึ่งเชื่อว่าออกซิเจนมืดสามารถปรับเปลี่ยนความเข้าใจของเราว่าชีวิตอาจจะยั่งยืนในโลกมหาสมุทรอื่น ๆ เช่น Enceladus และ Europa ดวงจันทร์ที่มีเปลือกน้ำแข็งที่ จำกัด การแทรกซึมของแสงแดดไปยังมหาสมุทรด้านล่าง

นอกจากนี้เรายังอยู่ในขั้นตอนการวิเคราะห์ศักยภาพของออกซิเจนมืดในมหาสมุทรแปซิฟิกตอนกลาง นี่จะเป็นโอกาสแรกของสหราชอาณาจักรในการสุ่มตัวอย่างต่ำกว่าความลึก 6,000 เมตร

ยานพาหนะเหล่านี้จะมีเครื่องมือวัดความเชี่ยวชาญด้านความลึก 11,000 เมตรซึ่งความกดดันมากกว่าหนึ่งตันต่อตารางเซนติเมตร(เทียบเท่ากับช้าง 100 ตัวนั่งอยู่ด้านบนของคุณ-

เราจะตรวจสอบว่าไฮโดรเจนถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสร้างออกซิเจนมืดหรือไม่และใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับชุมชนขนาดใหญ่ที่ผิดปกติของจุลินทรีย์ในส่วนของมหาสมุทรลึก นอกจากนี้เรายังต้องการค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการอาจส่งผลกระทบต่อกิจกรรมทางชีวภาพในทะเลลึก

โครงการนี้เป็นโครงการแรกที่สำรวจกระบวนการเหล่านี้โดยตรง ทีมของฉันจะสามารถศึกษาพื้นทะเลลึกลงไปในเขตพูดพื้นที่ที่มีความลึก 6,000 - 11,000 เมตรและคิดเป็นประมาณ 45% ของมหาสมุทรทั้งหมด ที่อยู่อาศัยนี้เต็มไปด้วยสนามเพลาะมหาสมุทรลึกยังคงเข้าใจได้ไม่ดี

การค้นพบออกซิเจนมืดอย่างชัดเจนมีผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับอุตสาหกรรมการขุดทะเลลึก การทำเหมืองในทะเลลึกจะสกัดก้อนโพลีเมตอลลิกที่มีโลหะเช่นแมงกานีสนิกเกิลและโคบอลต์ซึ่งจำเป็นต้องผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าและโทรศัพท์มือถือ

เรายังไม่ทราบว่าอุตสาหกรรมเช่นนี้จะส่งผลกระทบต่อก้นทะเลอย่างไร แต่การวิจัยของเราในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าควรช่วยตอบคำถามหลายข้อและอาจแจ้งให้ทราบดีกว่าว่าก้นทะเลควรได้รับการปกป้องจากการขุดทะเลลึกมากขึ้น

สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือไม่ว่าเราจะพบอะไรฉันจะพยายามและให้ความรู้สึกถึงความกระตือรือร้นแบบไร้เดียงสาของฉันและอย่าลืมถามว่า "ทำไม?"

Andrew Sweetman, ศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาของพื้นทะเลและชีวประวัติสมาคมวิทยาศาสตร์ทางทะเลของสก็อต

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ซ้ำจากบทสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-