En las oscuras profundidades de los océanos, una reacción química espontánea crea oxígeno de forma discreta, sin que intervenga la vida. Este inesperado descubrimiento pone en entredicho la creencia generalizada de que son los organismos fotosintéticos los que producen el oxígeno que necesitamos para respirar.

El biogeoquímico Andrew Sweetman, de la Scottish Association for Marine Science, y sus colegas hicieron el sorprendente hallazgo mientras medían los niveles de oxígeno del fondo marino para evaluar el impacto de la minería en aguas profundas.

Nicholas Owens, científico marino de la SAMS que no participó en la investigación, dijo en un comunicado:

“El descubrimiento de la producción de oxígeno mediante un proceso no fotosintético nos obliga a replantearnos cómo pudo originarse la evolución de la vida compleja en el planeta.

En mi opinión, éste es uno de los hallazgos más apasionantes de la ciencia oceánica de los últimos tiempos”.

Rocas negras de oxígeno

En medio del Océano Pacífico, rocas negras y redondeadas salpican el suelo. Aquí, a profundidades de más de 4.000 metros, los niveles de oxígeno siguen aumentando lenta pero inexorablemente, según demostraron las mediciones de los científicos.

Campo densamente poblado de nódulos y coral atravesado por un cangrejo. Crédito de imagen: NOAA

Sweetman explicó:

“Cuando obtuvimos estos datos por primera vez, pensamos que los sensores eran defectuosos, porque en todos los estudios realizados en las profundidades marinas se había observado que el oxígeno se consumía en lugar de producirse. Volvíamos a casa y recalibrábamos los sensores, pero a lo largo de 10 años seguían apareciendo estas extrañas lecturas de oxígeno.

Decidimos utilizar un método de respaldo que funcionaba de forma distinta a los sensores optodésicos que estábamos utilizando, y cuando ambos métodos arrojaron el mismo resultado supimos que estábamos ante algo innovador e impensable”.

Para investigar el misterio, los investigadores recogieron algunas de las rocas con nódulos, para ver si eran la fuente de esta producción de “oxígeno oscuro” en el laboratorio.

La dispersión de estos nódulos tapiza vastas zonas del fondo oceánico. Son depósitos naturales de metales de tierras raras como el cobalto, el manganeso y el níquel, todos mezclados en una mezcla polimetálica.

Valoramos estos metales precisamente por su uso en baterías, y resulta que es exactamente así como las rocas pueden estar actuando espontáneamente en el fondo del océano.

Los investigadores descubrieron que los nódulos polimetálicos individuales producían voltajes de hasta 0.95 V. Así que cuando se agrupan, como pilas en serie, pueden alcanzar fácilmente los 1.5 V necesarios para separar el oxígeno del agua en una reacción de electrólisis.

Franz Geiger, químico de la Northwestern University, dijo en un comunicado:

“Parece que hemos descubierto una ‘geobatería’ natural. Estas geobaterías son la base de una posible explicación de la oscura producción de oxígeno del océano”.

Podría brindar una explicación a las “zonas muertas” del océano

Aunque aún queda mucho por investigar, como la escala de producción de oxígeno por los nódulos polimetálicos, este descubrimiento ofrece una posible explicación a la misteriosa y pertinaz persistencia de las “zonas muertas” oceánicas décadas después de haber cesado la explotación minera de los fondos marinos.

Nódulos polimetálicos de los fondos oceánicos. Crédito de imagen: Franz Geiger / Northwestern University

Geiger explica:

“En 2016 y 2017, los biólogos marinos visitaron sitios que fueron minados en la década de 1980 y encontraron que ni siquiera las bacterias se habían recuperado en las áreas minadas. En las regiones no minadas, sin embargo, la vida marina floreció.

Aún se desconoce por qué persisten tales ‘zonas muertas’ durante décadas. Sin embargo, esto pone un asterisco importante en las estrategias de explotación minera del fondo marino, ya que la diversidad de la fauna del fondo oceánico en las zonas ricas en nódulos es mayor que en las selvas tropicales más diversas”.

Además de estas enormes implicaciones para la explotación minera de los fondos marinos, el «oxígeno oscuro» también suscita una cascada de nuevas preguntas en torno a los orígenes de la vida que respira oxígeno en la Tierra.

Hace mucho tiempo que se atribuye a las antiguas cianobacterias microbianas el mérito de haber sido las primeras en suministrar el oxígeno necesario para la evolución de la vida compleja hace miles de millones de años, como producto de desecho de la fotosíntesis que convierte la luz solar en su fuente de energía.

Sweetman dijo:

“Ahora sabemos que se produce oxígeno en las profundidades marinas, donde no hay luz.

Creo que, por tanto, tenemos que volver a plantearnos preguntas como: ¿Dónde pudo comenzar la vida aeróbica?”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Nature Geoscience.

[FT: eurekalert]

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