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
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
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 (Cmd) + 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, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
21 сентября, 10:52
Елизавета З.

Королевская обсерватория в Гринвиче определила призеров ежегодного конкурса «Астрономический фотограф года». Победителем стал фотограф Али Аль-Обейдли, представивший детализированный снимок туманности Акула, напоминающей ожившего хищника.

21 сентября, 13:25
ПНИПУ

Ежегодно миллионы людей во всем мире покупают или готовят дома комбучу — ферментированный живой напиток на основе чайного гриба. Его ценят за пробиотики, витамины и антиоксиданты. Только в России за последние пять лет объем продаж этого продукта вырос в несколько раз. Однако, для того чтобы поставить его на рынок производитель должен остановить процесс брожения и зафиксировать вкус, иначе товар быстро превратится в уксус. В итоге покупатели оказываются перед выбором: пастеризованная версия, лишенная большей части полезных компонентов, или вариант с консервантами. Ученые Пермского Политеха нашли третий путь — кратковременное кипячение, которое стабилизирует продукт без потери восьми ключевых витаминов и без использования химических добавок.

21 сентября, 11:21
Игорь Байдов

Во время раскопок в провинции Хэнань обнаружили скелет женщины, умершей между 1298 и 1404 годами. На ее черепе ученые увидели необычно широкую, грушевидную апертуру носа и обширные повреждения носовых костей. Характер травм показал, что она получила их при жизни, а раны со временем зажили. Женщина, вероятно, подверглась карательной ампутации носа. Если данные подтвердятся, эта находка станет первым известным археологическим свидетельством такого наказания в Китае.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

21 сентября, 09:24
Елизавета З.

Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.

21 сентября, 16:53
Елизавета З.

«Яндекс» опубликовал в открытом доступе Alice AI Foundation LLM — претрейн-версию новой большой языковой модели, которую разработчики обучили полностью с нуля. Она хорошо справляется с рассуждениями и задачами по программированию, а качество ответов на русском языке опережает многие зарубежные аналоги. В первую очередь это касается задач на знание фактов, интересных русскоязычной аудитории. Модель обошла даже более крупные опенсорс-модели, при этом для ее интерфейса не нужны большие вычислительные мощности. Свободная лицензия Apache 2.0. позволяет задействовать ее как в исследовательских, так и в коммерческих проектах.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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