Přelom v hlubinách. Vědci objevili záhadný podmořský zdroj kyslíku

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

V hlubinách Tichého oceánu vědci našli významný zdroj kyslíku. Vědci mluví o přelomovém objevu.

Dno Pacifiku je totiž velmi hluboko pod vodou –⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠ tak hluboko, že tam nepronikne denní světlo a nemůže tam tedy probíhat fotosyntéza, která je hlavním zdrojem druhého nejčetnějšího plynu v atmosféře.

Jev byl pozorován v oblasti poseté tzv. polymetalickými konkrecemi –⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠ útvary o velikosti švestky, které vznikly zahuštěním a spojením minerálů kolem určitého jádra. Podle teorií vědců by se mohly podílet na produkci kyslíku tím, že katalyzují štěpení molekul vody. Výsledky výzkumu byly zveřejněny v prestižním akademickém měsíčníku Nature Geoscience.

„Na planetě máme další zdroj kyslíku, jiný než fotosyntéza,“ říká pro časopis Nature spoluautor studie Andrew Sweetman, ekolog mořského dna ze Skotské asociace pro mořské vědy v Obanu ve Velké Británii.

Ačkoli mechanismus výroby kyslíku zůstává pro vědce záhadou, objev by podle něj mohl mít významné dopady, a to v jedné z nejvýznamnějších vědeckých otázek vůbec –⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠ při zkoumání a pochopení vzniku života na planetě Zemi.

Donald Canfield, biogeochemik z Univerzity jižního Dánska v Odense pozorování procesu pro časopis Nature popsal jako „fascinující“. Zároveň jej však označil za „frustrující“. „Vyvolává spoustu otázek a ne příliš mnoho odpovědí,“ prohlásil.

Vedle toho může objev přispět k rozvoji hlubinné těžby v Tichém oceánu. Vědci ostatně působili v zóně Clarion-Clipperton, což je oblast mezi Havají a Mexikem, o rozloze větší než celá Indie, která je potenciálním cílem pro těžbu tzv. konkrecí bohatých na kovy.

V souvislosti se zónou se někdy hovoří i o nové éře těžby na planetě Zemi. Na mořském dně leží materiály, které jsou základními součástmi baterií pro elektromobily, větrných turbín, solárních panelů a dalších nízkouhlíkových technologií, jež stále více pohánějí světové energetické systémy.

Mezinárodní úřad pro mořské dno (ISA) odhaduje, že celkové množství konkrecí v zóně Clarion-Clipperton přesahuje 21 miliard tun, které obsahují přibližně šest miliard tun manganu, 0,27 miliard tun niklu, 0,23 miliard tun mědi nebo 0,05 miliard tun kobaltu.

Těžba však zatím neprobíhá. Nezisková organizace World Resources Institute upozorňuje, že o hlubinách oceánu je toho stále známo jen velmi málo. Panují obavy, že těžba by mohla mít vážné důsledky pro mořský život i zdraví planety.

Stěžejní tak zůstává další výzkum. Úřad k dnešnímu dni podle svých stránek vydal již 22 licencí na průzkum těžby v této oblasti.

Sweetman a jeho spolupracovníci si poprvé všimli něčeho nesourodého během terénních prací v roce 2013. Vědci v oblasti zkoumali ekosystémy mořského dna.

Průběh expedic odborníci popisují ve své zprávě. Zjednodušeně tým nejdříve uvolní modul, který se potopí na mořské dno a provádí automatické experimenty.

Jakmile se modul dostane k mořskému dnu, sjede dolů s válcovými komorami, které uzavřou malé úseky mořského dna spolu s mořskou vodou a každá tak vytvoří „uzavřený mikrokosmos mořského dna“. „Modul pak měří, jak se mění koncentrace kyslíku v uzavřené mořské vodě po dobu až několika dnů,“ vysvětlili autoři.

Ekosystémy na mořském dně po celém světě vděčí za svou existenci kyslíku přenášenému mořskými proudy z hladiny. Pokud se část prostředí odpojí pomocí válcových komor, ekosystémy by měly kvůli nedostatku kyslíku zaniknout. V zóně Clarion-Clipperton však přístroje ukázaly, že zadržovaná voda byla najednou na kyslík bohatší, nikoli chudší.

Sweetman zpočátku připisoval tyto údaje poruše čidel. Odborníci ale data několik let ověřovali a na místě používali také jinou měřicí techniku. Trend zůstával stejný. „Najednou jsem si uvědomil, že jsem osm let ignoroval tento potenciálně úžasný nový proces, čtyři tisíce metrů pod hladinou oceánu,“ komentuje to zpětně Sweetman.

Plyn v komorách dosahuje dokonce vyšších koncentrací, než jaké jsou pozorovány v povrchových vodách bohatých na řasy, jež provádí fotosyntézu.

Žádná z dalších oblastí, které Sweetman zkoumal, neobsahovala polymetalické konkrece. To podle něj naznačuje, že tyto horniny hrají důležitou roli při produkci kyslíku, který časopis Nature označil jako „temný kyslík“.

„Polymetalické konkrece začnou produkovat kyslík, a to až do určitého bodu. Pak přestanou,“ píše zpráva. „Pravděpodobně proto, že se vyčerpá energie, která pohání štěpení molekul vody.“

Zůstává tedy otázka, odkud se tato energie bere. Pokud by konkrece samy o sobě fungovaly jako baterie a vyráběly energii chemickou reakcí, dávno by se vyčerpaly.

Mohly by však sloužit jako katalyzátory, které umožňují štěpení vody a tvorbu molekulárního kyslíku. Výzkumníci tak měřili napětí na povrchu konkrecí a zjistili rozdíly napětí až 0,95 voltu.

„To sice není 1,5 voltu potřebného k rozštěpení molekuly vody, ale v zásadě by bylo možné dosáhnout vyššího napětí stejným způsobem, jakým lze zdvojnásobit napětí v bateriích –⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠ sériovým zapojením dvou baterií,“ podotýká Sweetman.