Nuova sorgente d'ossigeno in fondo al mare sorprende esperti
Nell'esame del fondale marino nell'Oceano Pacifico, i ricercatori sono difficilmente credenti agli occhi: Scoprono una sorgente di ossigeno sconosciuta a una profondità di 4000 metri. Questo straordinario scopritura potrebbe capovvolgere completamente le assunzioni sui condizionamenti del fondale marino.
Il testo principale della ricerca è solo due pagine lungo - ma contraddice una lunga presunzione accettata. Potrebbe anche illuminare nuovamente la minerazione marina, che gradualmente sta diventando realizzabile: Sullo fondale del Pacifico, una squadra di ricerca internazionale con partecipazione tedesca ha scoperto una sorgente di ossigeno sconosciuta in circa 4000 metri di profondità.
"Questo è una osservazione straordinaria," dice il ricercatore di mare profondo Felix Janßen dall'Alfred-Wegener-Institut (AWI), che non ha partecipato alla ricerca pubblicata nella rivista "Nature Geoscience". "Questo sarebbe una cosa che mette tutto in testa che abbiamo pensato finora."
Nella ricerca, la squadra guidata da Andrew Sweetman dalla Scottish Association for Marine Science (SAMS) ha indagato sugli impatti della minerazione marina e ha effettuato misurazioni nella cosiddetta Zona di Clarion-Clipperton (CCZ). Questa area, che si estende su diversi migliaia di chilometri lungo il 10º grado di latitudine nord, contiene risorse preziose - tra cui nichel, cobalto, litio e rame. Tali risorse preziose vengono utilizzate per la produzione di batterie e telefoni cellulari, ad esempio. In particolare famose sono i noduli di manganese, che crescono in grandi quantità e giacciono sul fondo fangoso come patate.
Sorpresa per valori di ossigeno anomali
Lì, la squadra ha trovato in piccole camere che erano state abbassate al fondo del mare valori di ossigeno anomali. Le concentrazioni erano solitamente intorno ai 180 micromoli (μmol) per litro d'acqua, ma salivano fino a 800 micromoli nelle camere di misura.
Questo ha inizialmente causato grande stupore. "Quando ricevammo questi dati, inizialmente pensammo che i sensori fossero guasti," spiega Sweetman. "Ogni studio nel fondo marino aveva mostrato che l'ossigeno veniva consumato, non prodotto. Abbiamo ricalibrato i sensori, ma i valori di ossigeno sorprendenti persistettero per dieci anni."
Quando altri metodi hanno confermato i risultati sorprendenti, la squadra ha richiesto l'aiuto del chimico Franz Geiger dalla Northwestern University negli Stati Uniti d'America in Illinois. Il nativo di Berlino aveva rapportato nel giornale "PNAS" del 2019 che il ruggine in combinazione con l'acqua di mare può generare energia elettrica. Un processo simile, quindi, potrebbe essere coinvolto nella produzione di ossigeno.
"Batterie geologiche" nel fondo marino
Si conosceva che una tensione di 1,5 volt è sufficiente per la cosiddetta elettrolisi dell'acqua marina - cioè la separazione dell'acqua in idrogeno e ossigeno. Nella sua laboratorio, la squadra ha ora esaminato noduli di manganese raccolti dal fondo marino. In combinazione con l'acqua marina, hanno misurato singoli noduli fino a 0,95 volt di tensione individuale. E diversi noduli insieme potevano generare più tensione di quello richiesto per l'elettrolisi. "Sembrano aver scoperto una batteria geologica naturale", dice Geiger.
L'esperto di AWI Janssen afferma, "Le misurazioni sono molto sensibili", riguardo alle dichiarazioni degli autori. Varie metodologie sono state utilizzate, e la produzione di ossigeno è stata rilevata sia sul fondo marino che in laboratorio. Tuttavia, restano domande: ad esempio, la sollevazione e il posizionamento di strumenti sul fondo marino potrebbero aver influenzato i risultati - in aggiunta, l'ammontare di ossigeno rimase costante dopo un'iniziale significativa aumentata. "Non yet sapiamo l'estensione o la durata della produzione di ossigeno", Fuchs afferma, mettendo in evidenza la necessità di ulteriori ricerche.
L'esperto di AWI Janssen anche evidenzia, "Non dobbiamo saltare a conclusioni sul quantitativo misurato. Prima, deve essere mostrato se e dove questo nuovo processo gioca un ruolo." Potrebbe anche essere riguardo fenomeni locali.
Minerazione marina controversa
Tuttavia, si pone la domanda, cosa significa questo conosciuto per la minerazione marina? Come la complessa e altamente controversa estrazione commerciale di risorse minerarie dal fondo marino gradualmente prende forma, diversi paesi stanno diventando sempre più attivi. A gennaio, il parlamento norvegese ha dato il via libera all'esplorazione e alla minerazione di minerali sul fondo marino in una zona artica sul margine continentale norvegese. E lo Stato Pacifico dell'isola di Nauru aveva già annunciato piani per estrarre noduli di manganese con la compagnia canadese The Metals Company (TMC) sul fondo marino.
L'esperto di BGR Fuchs assume che la minerazione marina non sia imminente ma che paesi come Cina e lo Stato Pacifico dell'isola di Nauru siano molto attivi: "La minerazione marina è in arrivo. Viviamo in una società affamata di risorse."
Critici Temono Conseguenze Indesiderate
Critici e ambientalisti hanno avvertito per lungo tempo che la minerazione commerciale di risorse porta risultati indesiderati per gli ecosistemi lì, che sono stati in gran parte indisturbati per eoni. I noduli di manganese, ad esempio, richiedono diversi milioni di anni per crescere solo pochi millimetri. La loro superficie fornisce un substrato solido per organismi come mati di mussi sul fango del fondo marino, consentendo loro di insediarsi. Profondi coralli di mare o vermi che costruiscono tubi calcarei crescono sui noduli. Tra di essi vivono crostacei marini, granchi profondi, e isopodi giganti (Bathynomus) di fino a 45 centimetri di lunghezza.
Una squadra di ricerca ha stimato in una pubblicazione del 2023 nel giornale "Current Biology" che ci sono 5580 specie nella Zona di Clarion-Clipperton - il 90% delle quali sono ancora descritte.
"Il progetto tedesco "Disurbanza e Ricolonizzazione" (Discol) nel Bacino del Pacifico nell'Oceano Atlantico ha mostrato come reattivo sia questo sistema. I ricercatori hanno coltivato area quadrata di un chilometro in circa 4.100 metri di profondità nel 1989, come si fa comunemente nell'estrazione di noduli. Anche 26 anni dopo, le tracce della falce erano ancora visibili sul fondo marino. Analisi hanno mostrato che l'attività batterica lì non si era ancora riprese.
L'Autorità Oceana Internazionale sul Letto Marino (ISA; International Seabed Authority) a Kingston, Giamaica, ha pianificato di sviluppare regolamenti vincolanti per questa estrazione insieme a rappresentanti governativi, ricercatori e organizzazioni non governative entro il 2025. "È tutto su ogni parola," dice Fuchs.
Le avvertenze degli gruppi ambientalisti potrebbero acquisire una nuova dimensione con lo studio attuale: "Alcune grandi società minerarie intendono estrarre elementi preziosi dal fondo marino a una profondità di 3.000 a 6.000 metri," dice il chimico Geiger. "Doviamo pensare a come estrarre questi materiali senza decimare la sorgente di ossigeno per la vita marina profonda."
Per il ricercatore dell'AWI Janssen, la maggiore preoccupazione rimane come l'estrazione mineraria influencerà le ecosistemas e la biodiversità nelle aree colpite. "Si vede che l'estrazione mineraria cambierà in maniera fondamentale le condizioni di vita delle comunità marine profonde."
L'esperto non crede che questo nuovo meccanismo scoperto - così rivoluzionario possa essere - cambierà in maniera fondamentale il bilancio di ossigeno nel fondo marino. "Ma è un esempio di quanto ancora non sappiamo su questo ecosistema. Quindi dobbiamo essere prudenti."
La scoperta di questa sorgente di ossigeno nell'Oceano Pacifico potrebbe avere un impatto significativo sulla protezione ambientale e la protezione delle specie in aree di estrazione mineraria. Questo meccanismo di produzione di ossigeno inaspettato, potenzialmente collegato a 'geobatterie' nei noduli di manganese, mette in evidenza l'importanza della Ricerca marina e dell'Educazione per capire il fondo marino. (Protezione ambientale, Protezione delle specie, Ricerca marina, Educazione)
In luce della nuova sorgente di ossigeno scoperta, c'è una necessità di rivedere le strategie di estrazione mineraria. I ricercatori devono tenere conto dell'impatto delle operazioni di estrazione su questo natural 'geobatteria' e il suo ruolo nel supportare la biodiversità marina profonda. (Protezione ambientale, Protezione delle specie, Estrazione mineraria, Ricerca marina)"
