Un fenómeno sorprendente ha sido descubierto en el fondo del océano Pacífico: se están produciendo grandes cantidades de oxígeno a profundidades en las que la fotosíntesis es imposible debido a la ausencia total de luz solar. Este descubrimiento se realizó en una región llena de nódulos polimetálicos, formaciones antiguas del tamaño de una ciruela que podrían estar implicadas en la producción de oxígeno al catalizar la división de moléculas de agua. Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature Geoscience. Según los autores, el mecanismo exacto detrás de esta producción de oxígeno es un misterio.
El hallazgo podría tener implicaciones importantes para la comprensión del origen de la vida, así como para evaluar el impacto potencial de la minería en el fondo marino de la región.
Durante una expedición en 2013 en la Zona Clarion-Clipperton, una área entre Hawái y México que es más grande que India y un objetivo potencial para la minería de nódulos ricos en metales, los investigadores notaron algo inusual.
Utilizaron un vehículo que se hunde hasta el fondo del mar para realizar experimentos automatizados. Este vehículo encierra pequeñas secciones del fondo marino junto con agua de mar para crear un microcosmos confinado, y luego mide cómo cambia la concentración de oxígeno en esta agua confinada durante varios días.
Sin organismos fotosintéticos liberando oxígeno y con otros organismos consumiéndolo, se esperaba que las concentraciones de oxígeno en el agua confinada disminuyeran. Este fenómeno se ha observado en otros océanos del mundo, donde los ecosistemas del fondo marino dependen del oxígeno transportado por corrientes desde la superficie. Sin embargo, en la Zona Clarion-Clipperton, los instrumentos mostraron que el agua confinada se enriquecía en oxígeno en lugar de agotarse.
Nódulos polimetálicos y división del agua
Los nódulos polimetálicos presentes en la región parecen desempeñar un papel importante en esta producción de oxígeno «oscuro». Para probar esta hipótesis, el equipo recreó las condiciones del fondo marino en un laboratorio a bordo de su barco. Monitorearon muestras del fondo marino que incluían nódulos polimetálicos y observaron un aumento en la concentración de oxígeno, aunque solo por un tiempo, ya que la energía que impulsa la división de las moléculas de agua eventualmente se agotaba. Esto plantea la pregunta de dónde proviene esa energía. Si los nódulos actuaran como baterías, produciendo energía a partir de una reacción química, ya se habrían agotado hace mucho tiempo.
Los nódulos podrían estar actuando como catalizadores, facilitando la división del agua y la formación de oxígeno molecular. Los investigadores midieron voltajes a través de la superficie de los nódulos y encontraron diferencias de hasta 0,95 voltios. Aunque esto no alcanza los 1,5 voltios necesarios para dividir una molécula de agua, es posible que voltajes más altos se generen de manera similar a como se pueden duplicar los voltajes de las baterías conectando dos en serie.
Aún no está claro si la reacción también produce hidrógeno molecular o libera protones en el agua mientras los electrones sobrantes se trasladan a otro lugar. Comprender este proceso podría tener aplicaciones útiles, como mejorar los catalizadores industriales.
Antes de que comience la minería en el fondo marino, debería estudiarse bien este proceso, pues, si los nódulos polimetálicos se eliminan, los ecosistemas que dependen de este oxígeno podrían resentirse.
