Derin Denizlerdeki Metal Yığınlarından 'Karanlık Oksijen' Keşfi Yaşamın Kökeni Üzerine Yeniden Düşünmeyi Sağlayabilir

Yeni araştırmalar, Pasifik Okyanusu deniz tabanına yayılmış patates büyüklüğündeki metalik nodüllerin tamamen karanlıkta ve canlı organizmalardan herhangi bir yardım almadan oksijen ürettiğini ortaya koyuyor.

Araştırmacılar, “karanlık oksijen” olarak adlandırılan bu derin deniz oksijeninin keşfinin, bilim insanlarının organizmaların katılımı olmadan oksijen üretildiğini ilk kez gözlemlediklerini ve Dünya'da yaşamın ortaya çıkışı hakkında bildiklerimize meydan okuduğunu söylüyor.

İskoçya Deniz Bilimleri Derneği'nde (SAMS) deniz tabanı ekolojisi ve biyojeokimya araştırma grubunun lideri ve profesör olan çalışmanın başyazarı Andrew Sweetman yaptığı açıklamada, “Bu verileri ilk aldığımızda sensörlerin arızalı olduğunu düşündük, çünkü derin denizde şimdiye kadar yapılan her çalışmada oksijenin üretilmek yerine tüketildiği görüldü” dedi. Ancak aletler aynı sonuçları göstermeye devam ettiğinde, Sweetman ve meslektaşları “çığır açan ve düşünülmemiş bir şeyin üzerinde olduklarını” biliyorlardı.

Nature Geoscience dergisinde 22 Temmuz Pazartesi günü yayınlanan sonuçlar, Kuzey Pasifik'in Clarion-Clipperton Bölgesi'nde (CCZ) bulunan küçük metalik nodüllerin, deniz suyunun bir elektrik yükü varlığında oksijen ve hidrojene ayrıldığı deniz suyu elektrolizi yoluyla oksijen ürettiğini göstermektedir. Araştırmaya göre bu yük, nodüller içindeki metal iyonları arasında var olan ve elektronların yeniden dağılımına yol açan elektrik potansiyeli farkından kaynaklanıyor olabilir.

Polimetalik nodüller okyanus yüzeyinin 10.000 ila 20.000 feet (3.000 ila 6.000 m) altındaki deniz tabanının düz bölgeleri olan okyanus dipsiz düzlüklerinde yaygındır. Bu nodüller çoğunlukla demir ve manganez oksitleri içerir, ancak aynı zamanda kobalt, nikel ve lityum gibi metallerin yanı sıra elektronik ve düşük karbon teknolojilerinin temel bileşenleri olan seryum gibi nadir toprak elementlerini de barındırırlar.

Sweetman ve meslektaşları başlangıçta Hawaii ve Meksika arasında 1,7 milyon mil karelik (4,5 milyon kilometrekare) bir uçurum ovası olan CCZ'de polimetalik nodül madenciliğinin deniz tabanı ekosistemi üzerindeki potansiyel etkilerini incelemek üzere yola çıktılar. Bu değerlendirmenin bir parçası olarak ekip, birçok noktada özel deney odaları kullanarak oksijen konsantrasyonlarındaki değişiklikleri ölçtü. Tipik olarak, bilim insanları okyanusun derinliklerine baktıkça oksijen seviyeleri düşer, çünkü daha az ışık mevcuttur, bu da daha az fotosentetik organizma olduğu ve dolayısıyla daha düşük oksijen üretimi olduğu anlamına gelir. Ancak veriler, oksijende beklenen düşüş yerine, deniz tabanından sürekli emisyon olduğunu gösterdi.

Dalgaların 13.000 feet (4.000 m) altında, hiçbir ışığın nüfuz edemediği karanlık oksijenin keşfi, bilim insanlarının Dünya'nın oksijeninin sadece fotosentez yoluyla doğal olarak üretildiği (ve amonyağın oksitlenmesi yoluyla, ancak bu hemen tüketilen küçük miktarlarla sonuçlanır) inancına meydan okuyor. Sweetman, bunun da yaklaşık 3,7 milyar yıl önce Dünya'daki yaşamın kökenine ilişkin yeni soruları gündeme getirdiğini söyledi.

“Gezegende aerobik yaşamın başlaması için oksijen olması gerekiyor ve bizim anlayışımıza göre Dünya'nın oksijen kaynağı fotosentetik organizmalarla başladı” dedi. “Ancak artık ışığın olmadığı derin denizlerde de oksijen üretildiğini biliyoruz. Bu nedenle aerobik yaşam nerede başlamış olabilir gibi soruları tekrar gözden geçirmemiz gerektiğini düşünüyorum.”

Sweetman, sonuçların aynı zamanda derin deniz ekosistemleri için hayati bir oksijen kaynağı olabilecek polimetalik nodüllerin potansiyel olarak çıkarılması konusunda yeni endişeler doğurduğunu söyledi.

“Bu keşif sayesinde cevaplanmamış pek çok soru ortaya çıktı ve bence bir kayanın içinde etkin bir şekilde bataryalar olan bu modülleri nasıl çıkaracağımız konusunda düşünmemiz gereken çok şey var.”

Bu yazı LIVESCIENCE’ de yayınlanmıştır.