Agindo silenciosamente nas profundezas escuras do fundo dos oceanos da Terra, uma reação química espontânea está criando discretamente oxigênio molecular (O2), tudo sem o envolvimento de vida. Esta descoberta inesperada derruba o antigo consenso sobre a origem do oxigênio a partir de organismos fotossintetizantes. Abre para outras possibilidades e processos.
(Nature Geoscience). O biogeoquímico Andrew Sweetman, da Associação Escocesa de Ciências Marinhas (SAMS), e colegas fizeram a descoberta surpreendente ao medir os níveis de oxigênio no fundo do mar para avaliar os impactos da mineração em alto mar.
“A descoberta da produção de oxigênio por um processo não fotossintético exige que repensemos como a evolução da vida complexa no planeta pode ter se originado”, diz o cientista marinho do SAMS, Nicholas Owens. “Na minha opinião, esta é uma das descobertas mais emocionantes na ciência oceânica dos últimos tempos.”
No meio do Oceano Pacífico, rochas pretas e arredondadas salpicam o chão. Aqui, em profundidades de mais de 4.000 metros (13.000 pés), os níveis de oxigênio continuam aumentando lenta mas seguramente, mostraram as medições dos cientistas.
Implicação sobre a origem da vida e o impacto da mineração em águas profundas
A descoberta foi feita em uma região repleta de formações antigas chamadas nódulos polimetálicos, um tipo específico e requisitado de rochas oceânicas, que podem estar catalisando a divisão das moléculas de água, segundo suspeitam os pesquisadores. O estudo foi publicado na revista Nature Geoscience e levanta questões intrigantes sobre o funcionamento dos ecossistemas marinhos.
Andrew Sweetman, coautor do estudo e ecólogo marinho da Associação Escocesa de Ciências Marinhas em Oban, Reino Unido, afirmou: “Temos uma outra fonte de oxigênio no planeta, além da fotossíntese”, embora o mecanismo por trás dessa produção de oxigênio permaneça um mistério.
Este achado pode ter implicações significativas para a compreensão de como a vida começou e o impacto da mineração em águas profundas na região. Precisamos revisitar questões como: Onde a vida aeróbica poderia ter começado?”
Descoberta acidental
Durante trabalhos de campo na Zona Clarion–Clipperton, entre o Havaí e o México, Sweetman e sua equipe notaram algo estranho. Em uma área onde não deveria haver produção de oxigênio, os níveis do gás aumentaram dentro das câmaras usadas para estudar o fundo do mar.
No meio do Oceano Pacífico, rochas pretas e arredondadas salpicam o chão. Aqui, em profundidades de mais de 4.000 metros (13.000 pés), os níveis de oxigênio continuam aumentando lenta mas seguramente, mostraram as medições dos cientistas.
A princípio, Sweetman achou que fosse um erro nos sensores, mas a ocorrência persistiu em expedições subsequentes em 2021 e 2022. A quantidade de oxigênio produzida não é pequena; na verdade, os níveis são mais altos do que aqueles encontrados em águas ricas em algas na superfície.
Nós voltávamos para casa e recalibrávamos os sensores, mas ao longo de 10 anos, essas leituras estranhas de oxigênio continuaram aparecendo”, explica Sweetman.
“Decidimos usar um método de backup que funcionasse de forma diferente dos sensores optodos que estávamos usando e, quando ambos os métodos apresentaram o mesmo resultado, soubemos que estávamos diante de algo inovador e inimaginável.”
Para investigar o mistério, os pesquisadores coletaram algumas das rochas nodulares para ver se elas eram a fonte dessa produção de “oxigênio escuro” no laboratório.
Dispersões desses nódulos cobrem vastas áreas do fundo do oceano. Eles são depósitos naturais de metais de terras raras como cobalto, manganês e níquel, todos misturados em uma mistura polimetálica.
Valorizamos esses metais exatos para seu uso em baterias, e acontece que é exatamente assim que as rochas podem estar agindo espontaneamente no fundo do oceano.
Os pesquisadores descobriram que nódulos polimetálicos individuais produziam tensões de até 0,95 V. Então, quando agrupados, como baterias em série, eles podem facilmente atingir os 1,5 V necessários para separar o oxigênio da água em uma reação de eletrólise .
“Parece que descobrimos uma ‘geobateria’ natural”, diz o químico Franz Geiger, da Northwestern University. “Essas geobaterias são a base para uma possível explicação da produção de oxigênio escuro do oceano.”
Até aqui as fontes conhecidas de geração de oxigênio, conforme relatou Ramón Margalef no livro Ecologia, eram:
- Temos 24,9% do nosso oxigênio vindo de bosques e florestas
- 9,1% originados em Estepes, campos e pastos
- 8,0% de áreas cultivadas
- 3,0% de regiões desérticas
- Totalizando 45% de árvores num geral
- 54,7% de algas marinhas
- 0,3% de algas de água doce
- Totalizando 55% de algas num geral
Faltam explicações sobre o processo. Descoberta terá impacto na Astrobiologia e a busca de vida em outro planetas.
A descoberta sugere que os nódulos polimetálicos no fundo do mar estão desempenhando um papel na produção de oxigênio. Em experimentos laboratoriais, os pesquisadores observaram que amostras do fundo do mar, incluindo os nódulos, aumentaram a concentração de oxigênio. No entanto, este fenômeno cessou quando a energia necessária para a divisão das moléculas de água se esgotou, deixando a questão de onde essa energia está vindo.
Os nódulos podem estar atuando como catalisadores, facilitando a divisão das moléculas de água e a formação de oxigênio molecular. Medições mostraram diferenças de voltagem na superfície dos nódulos, sugerindo um potencial elétrico que pode contribuir para este processo. Franz Geiger, coautor do estudo e químico da Universidade Northwestern, EUA, mencionou que entender essa reação pode ter aplicações úteis, como a criação de melhores catalisadores.
Eva Stüeken, bioquímica da Universidade de St Andrews, Reino Unido, ressaltou que esses resultados poderiam influenciar a busca por vida extraterrestre, sugerindo que a presença de O₂ em outros planetas deve ser interpretada com cautela.
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A reprodução de matérias é livre mediante a citação do título do texto com link apontando para este texto. Crédito do site Nature & Space
PRODUÇÃO DE “OXIGÊNIO ESCURO” NO FUNDO DO OCEANO FAZ REPENSAR ORIGENS DA VIDA
Fontes
Nature Geoscience
