El fons de l’oceà pot produir el seu propi oxigen?
Un descobriment que qüestiona allò que se sabia fins ara sobre la presència de l'oxigen a l'oceà, sobre l'inici de la vida a la Terra i sobre les implicacions que la mineria submarina podria arribar a tenir per a tot el planeta. Un procés associat als nòduls polimetàl·lics presents a les profunditats abissals pot generar oxigen sense que intervinguin organismes fotosintètics. A la més completa foscor. Intentem entendre-ho parlant amb una de les investigadores responsables de la investigació.
Materials per a la transició energètica... o per crear oxigen?
Des de fa anys, les empreses mineres escruten amb interès les profunditats de l'oceà: s'hi acumulen grans quantitats de metalls i minerals com el ferro, el manganès, el cobalt o el níquel, que podrien utilitzar-se per fabricar tecnologies com bateries o plaques solars amb què impulsar la transició energètica.
Com extreure aquests materials?
- Caldria fer activitats de mineria submarina a nivell comercial. Però els científics alerten: no se sap prou sobre el fons de l'oceà per assegurar que aquestes activitats serien innòcues per al medi.
Qui decideix sobre com tenir accés a aquests materials?
- L'entitat encarregada d'aprovar les llicències de mineria submarina o no és l'Autoritat Internacional dels Fons Marins (ISA). Per entendre millor les possibles conseqüències d'aquesta activitat, aquest organisme fa anys que estudia el fons de l'oceà.
I què ha passat ara perquè tot es qüestioni?
- Doncs que precisament durant una d'aquestes investigacions, a la zona de Clarion-Clipperton (situada entre Mèxic i Hawaii ia més de 4.000 metres sota la superfície del mar), va tenir lloc el descobriment que podria determinar el futur de la mineria submarina.
- Un equip de científics va observar que els conglomerats de metalls provoquen un procés similar a l'electròlisi: produeixen prou voltatge per dividir l'aigua en oxigen i hidrogen. L'oxigen resultant és conegut com a oxigen fosc, perquè es produeix en mitjans on la llum no penetra i on, per tant, no es pot donar la fotosíntesi.
Aquest vídeo recull la primera prova del sistema integrat de recollida de nòduls realitzada a la zona Clarion Clipperton per una empresa minera. Es va recollir un lot inicial de nòduls del fons marí i els van transportar a la superfície mitjançant un sistema de tubs ascendents de 4 km de longitud.
Oxigen fosc a 4.000 metres de profunditat
- Fins ara, l'opinió més estesa en l'àmbit científic es basava que els corrents arrosseguen l'oxigen de les aigües superficials (on sí que hi ha fotosíntesi) a les més profundes.
- És la primera vegada que sembla demostrar-se que l'oxigen pot produir-se també a les profunditats, on no arriba la llum.
- Encara que la presència de l'oxigen al nostre planeta sembli una cosa habitual, no sempre hi ha estat. De fet, la Terra és l'únic planeta conegut que disposa d'oxigen suficient per acollir la vida tal com l'entenem avui dia, i els científics consideren que aquest oxigen va aparèixer al nostre món fa uns 2.400 milions d'anys en un canvi conegut com la Gran Oxidació i va assolir a l'atmosfera concentracions semblants a les actuals.
- L'origen del mateix són els cianobacteris, formes de vida primitives, que encara podem trobar en mars i llacs, que usen l'energia solar per realitzar la fotosíntesi oxigènica, en què l'aigua es combina amb el CO2 per formar sucres i com a subproducte allibera oxigen. Així es creia fins ara que s'havia format tot l'oxigen del planeta.
Un descobriment únic, explicat per una de les investigadores
El procés per constatar que els nòduls polimetàl·lics presents a les profunditats abissals poden generar oxigen fosc va començar fa anys:
- Els investigadors van observar que, en una àrea encerclada, els nivells d'oxigen augmentaven, en lloc de reduir-se, i que no seguien patrons graduals. La seva sorpresa va ser tan gran que van sospitar que els seus instruments fallaven i van decidir reemplaçar-los.
- Però amb el pas dels anys i utilitzant diferents eines, els resultats obtinguts eren similars: d'alguna manera, es produïa oxigen a les profunditats.
"La producció d'oxigen a les profunditats del mar semblava impossible fins que vam començar a observar-la", assenyala en conversa amb PierNext Daniëlle de Jonge, investigadora a l'Scottish Association for Marine Science i membre de l'equip que va fer l'estudi.
“Aquesta descoberta era xocant perquè el consens general es basa que l'oxigen es produeix en aigües superficials a través de la fotosíntesi i arriba al fons marí, on els organismes de les profunditats l'utilitzen per respirar. Per tant, sempre que observem els fluxos d'oxigen als sediments, esperem veure una disminució”, explica de Jonge.
L'equip va realitzar diferents experiments al laboratori i va registrar lectures de fins a 0,95 volts a les superfícies d'alguns nòduls, cosa que significa que es poden generar voltatges significatius quan aquests s'agrupen.
Les conclusions del seu estudi van ser reunides a l'estudi ‘Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor’, publicat al juliol de 2024 a Nature.
Geobateries naturals?
"En aquest moment", explica de Jonge, "no sabem com es produeix l'oxigen, però al 'paper' hem desenvolupat una teoria basada en dades":
- “Creiem que els mòduls poden funcionar com a ‘geobateries’ naturals, que generen un potencial de voltatge i poden alliberar electricitat sota certes circumstàncies”.
- "Si el corrent elèctric és prou gran (per exemple, en succeir-se diversos nòduls), aquest pot dividir l'aigua en hidrogen i oxigen. Diversos experiments realitzats al laboratori donen suport a aquesta hipòtesi, però encara queda molta feina per fer per entendre el procés. No descartem complement que els microbis puguin jugar un paper, per exemple”.
D'acord amb la investigadora de l'Scottish Association for Marine Science, de moment no hi ha prou informació per determinar la importància d'aquest procés de producció d'oxigen fosc. Tot i això, afegeix de Jonge, atès que l'oxigen és de tanta importància per a la vida, es tracta d'una àrea important que requereix més investigació per veure fins a quin punt els organismes de l'oceà poden dependre d'aquest procés.
ELS RECURSOS QUE BUSCA LA MINERIA SUBMARINA
LA MINERIA SUBMARINA REBATEIX EL DESCOBRIMENT
Un dels àmbits en què els resultats d'aquesta investigació poden tenir més implicacions a curt termini, com veiem, és el de la mineria submarina. De fet, el paper forma part d'un conjunt molt més gran de treballs científics que s'estan duent a terme per comprendre millor els ecosistemes en què s'estudia fer aquesta activitat.
- "Amb sort, els funcionaris i els assessors polítics tindran en compte l'evidència científica en redactar les seves polítiques", assenyala de Jonge, que afegeix que "un punt important és que, malgrat la gran quantitat d'investigacions que s'estan fent, no comprenem completament els processos dels ecosistemes i encara és possible trobar processos nous i importants prèviament desconeguts”.
Des de la Deep Sea Conservation Coalition (DSCC), una entitat formada per 115 organitzacions que treballen per protegir els oceans veuen aquest descobriment com una raó de pes per aplicar una moratòria a l'aprovació de llicències de mineria submarina a nivell comercial.
- “Aquesta investigació emfatitza quant ens queda per descobrir i aprendre sobre les profunditats marines i planteja més preguntes sobre com la mineria en aigües profundes podria afectar la vida”, assenyala Sofia Tsenikli, líder de la campanya global contra la mineria en aigües profundes de la DSCC.
Una de les principals empreses de mineria submarina no està, no obstant, res d'acord amb l'estudi sobre l'"oxigen fosc" i l'ha rebatut amb contundència recentment, al·legant que la investigació no compleix els estàndards científics.
La tensió entre l'accés a recursos naturals i la seva protecció sempre és present en els avenços científics, també en aquest cas.
Mentre les investigacions avancen, en sorgeix una altra les grans incògnites que planteja aquest descobriment, que no té tant a veure sobre la mineria submarina i la protecció del llit marí, com sobre quant sabem (i quan desconeixem) sobre la presència de l'oxigen a les profunditats i, per tant, sobre l'origen de la vida a la Terra i, fins i tot, en altres planetes.
El fons submarí continua sent un misteri.