• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.07.2024, 18:26
Татьяна Пичугина
1
26,5 тыс

Геологи обнаружили «темный кислород» на океанском дне

❋ 4.9

Исследуя глубоководные сообщества в районе Тихого океана, богатом железомарганцевыми конкрециями, ученые из Великобритании неожиданно обнаружили новый источник кислорода. Теперь они опасаются, что разработка этих месторождений может нарушить сложившиеся экосистемы.

Морское дно
Книдария плывет на фоне дна с железомарганцевыми конкрециями в зоне Кларион-Клиппертон / © Diva Amon and Craig Smith, University of Hawai'i

Глубоководные части Мирового океана скрывают несметные богатства, одно из них — железомарганцевые конкреции. Это источник не только марганца, но и кобальта, циркония, а также редкоземельных элементов. Их давно изучают и разведывают, а добывающие компании предлагают проекты по разработке месторождений. Но пока это очень сложно и дорого.

Железомарганцевые конкреции в большом количестве рассыпаны по океанскому дну, начиная с глубины несколько сот метров. Их сбор серьезно навредит местным сообществам, опасаются ученые.

Аэробные организмы берут кислород для дыхания из донных отложений. Важно знать, сколько им требуется, чтобы понять весь круговорот жизни в морских системах. Для этого используют бентосные спускаемые системы. Бентос — масса организмов, которые обитают в грунте или на дне водоемов.

Бентосный спускаемый аппарат для глубоководных исследований / © Anni Glud

Ученые из Великобритании, Германии и США провели эксперимент в центральной части Тихого океана, известной как зона Кларион-Клиппертон (между одноименными разломами). Глубина там — более четырех километров. Этот район богат на железомарганцевые конкреции.

Экспериментаторы меняли условия внутри спускаемых камер — например, добавляли мертвую биомассу водорослей, закачивали холодную воду и растворенный неорганический углерод, аммиак. Затем измеряли баланс — разницу между потребленным и поступающим кислородом — и обнаружили избыток. В течение двух дней исследователи наблюдали, как концентрация газа плавно нарастала и превысила фоновую в три раза.

Эксперимент повторили, проведя измерения другим способом, а также на других участках, разнесенных на четыре километра. Избыток кислорода подтвердился. Ученые назвали его «темным», поскольку его источник расположен вне досягаемости солнечного света.

Железомарганцевая конкреция в разрезе / © Dietmar Muumller

«Это противоречит всем известным данным о количестве потребляемого глубоководным бентосом кислорода. Мы полагаем, что „темный кислород“ тоже играет роль в дыхании», — написали авторы статьи, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

Существует несколько гипотез происхождения «темного кислорода» в океане. Его объясняли, например, поровыми водами, стекающими со склонов подводных гор на дно, жизнедеятельностью микроорганизмов, радиолизом воды. Но авторы исследования склоняются к тому, что кислород образуется в результате электролиза. Тесты в лаборатории показали, что это возможно.

Для реакции выделения кислорода требуется 1,23 вольта на входе и дополнительно 0,37 вольта для разложения морской воды на водород и кислород (при pH = 7,41). Значения можно снизить за счет недавно открытого в твердых оксидах механизма — lattice-oxygen-mediated mechanism. Показано, что оксид марганца, обогащенный переходными металлами, к примеру никелем, может выступать как катализатор реакции. Энергия берется из разности потенциалов, возникающей между ионами металлов в слоях. Таким образом конкреция превращается в «геобатарейку».

Ученые исключили ошибки при проведении экспериментов, однако предостерегли от того, чтобы механически переносить эти результаты на другие районы Мирового океана без дополнительных исследований. Хотя поток темного кислорода превышает то количество, которое содержится в осадках, показатели могут различаться в зависимости от концентрации конкреций на дне и их происхождения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Татьяна Пичугина
Журналист с опытом: обучалась в журнале «Химия и жизнь», работала в «Вокруг света», «Известия», «Вечерняя Москва», «ТрВ», «МК в Серпухове» и РИА Новости. За годы работы освещала темы науки, общества и культуры, стараясь излагать факты ясно и без излишних деталей. В работе предпочитает придерживаться сбалансированного и сдержанного стиля изложения.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
12 августа, 20:52
Марк Чернов

Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.

13 августа, 10:05
Сколтех

Международная исследовательская группа с участием профессора Центра инженерных систем и наук Сколтеха Александра Корсунского впервые в мире провела прямое измерение механических напряжений в зоне контакта между алмазным индентором и сложным наноструктурированным покрытием с разрешением менее 80 нанометров. Используя синхротронную рентгеновскую нанодифракцию на синхротроне ESRF в Гренобле, ученые показали, что многослойное покрытие из керамического ZrN с прослойками аморфного сплава ZrCu на 30% эффективнее рассеивает упругую энергию по сравнению с монолитным аналогом, предотвращая распространение трещин. Результаты дают инженерам прямые количественные критерии для проектирования защитных покрытий нового поколения.

12 августа, 17:01
Елизавета З.

В работе летчика-испытателя возникают тысячи нештатных ситуаций. У пилота нет времени на раздумья, действовать нужно очень быстро. Со временем у пилотов появляется так называемая летная интуиция. Однако испытатель Су-57, герой России Сергей Богдан не исключил, что со временем летную интуицию сможет заменить искусственный интеллект.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

12 августа, 14:39
Илья Гриднев

Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.

11 августа, 12:44
МАИ

Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
Ничего не понял... Но выглядит, как заказуха экошизоидов. Этот кислород, хотя бы, продукт жизнедеятельности организмов, или геологических процессов?..