Cos’è l’ossigeno oscuro, presente a 4.000 metri di profondità nel mare?

Per decenni, gli scienziati hanno lanciato teorie sulla materia oscura, che si ritiene tenga unite le galassie grazie alla sua attrazione gravitazionale. L’enigma della materia oscura continua, e ora gli scienziati hanno scoperto quello che chiamano ossigeno oscuro sul fondale oceanico.

Uno studio recente pubblicato su Nature Geoscience, una rivista dedicata alla ricerca sulle scienze della Terra, mostra l’ossigeno emesso da depositi minerali a 4.000 metri (circa 13.000 piedi) sotto la superficie dell’oceano sul fondale della Clarion-Clipperton Zone (CCZ) dell’Oceano Pacifico. La profondità è quasi la metà della lunghezza della vetta più alta del Monte Everest.

Lo studio di Andrew Sweetman, professore presso la Scottish Association for Marine Science (SAMS) e responsabile del gruppo di ricerca sull’ecologia dei fondali marini e la biogeochimica dell’istituto, fornisce la prova che sul pianeta esiste un’ulteriore fonte di ossigeno oltre a quella prodotta dalla fotosintesi.

Finora gli scienziati avevano ben compreso che l’unica fonte di ossigeno del pianeta proveniva da organismi fotosintetici come piante e alghe, che producevano ossigeno che gli esseri umani e gli altri animali potevano respirare.

Qual è quindi il significato di questo ossigeno oscuro appena scoperto e quali interrogativi solleva sulle origini della vita sulla Terra?

Cos’è l’ossigeno oscuro?

Nella Clarion-Clipperton Zone (CCZ), che si estende per 4,5 milioni di chilometri quadrati (1,7 milioni di miglia quadrate) nell’Oceano Pacifico, ci sono rocce minerali simili al carbone, chiamate noduli polimetallici, che in genere contengono manganese e ferro. Gli scienziati hanno scoperto che questi noduli producono ossigeno senza il processo di fotosintesi.

I minerali che producono ossigeno nell’oscurità dei fondali marini potrebbero cambiare la visione degli scienziati su come ha avuto origine la vita sul pianeta Terra.

“L’altra implicazione di questa ricerca è che potenzialmente getta luce su dove è iniziata la vita sul pianeta. Questa scoperta ha dimostrato che, beh, forse c’era un’altra fonte di ossigeno molto tempo fa e la vita aerobica o la vita che respira ossigeno potrebbe essere persistita prima dell’ascesa della fotosintesi, e se sta accadendo sul nostro pianeta potrebbe accadere anche su altri pianeti”, ha affermato Sweetman in un video SAMS.

Come hanno trovato l’ossigeno oscuro?

La scoperta arriva più di 10 anni dopo che è stata trovata la fonte stessa dell’ossigeno oscuro. La missione di ricerca del 2013 aveva come obiettivo capire quanto ossigeno veniva consumato dagli organismi sul fondale marino della CCZ.

I lander, piattaforme meccaniche in grado di cadere liberamente sul fondale marino, sono stati inviati a 4.000 metri (13.000 piedi) di profondità per monitorare la diminuzione dei livelli di ossigeno nell’acqua con la profondità.

Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che i livelli di ossigeno nei fondali oceanici aumentavano.

Ciò ha sorpreso Sweetman e il suo team. Finora, gli scienziati credevano che l’ossigeno disponibile nell’oceano profondo provenisse dall’oceano superiore e dalla terraferma, prodotto da piante, plancton e alghe tramite il processo di fotosintesi.

Di conseguenza, i livelli di ossigeno solitamente diminuiscono man mano che si scende in profondità. Non in questo caso.

Pensando che la sua strumentazione di misurazione fosse difettosa, Sweetman la fece ricalibrare e ripeté l’esperimento più volte nel corso di molti anni, ottenendo sempre gli stessi risultati.

Attraverso altri esperimenti nel corso degli anni, scoprirono che i noduli di manganese erano la fonte della produzione di ossigeno. Portarono questi noduli sulla nave per testarli e notarono che avevano una carica elettrica, l’equivalente di una batteria AA.

Un processo noto come elettrolisi dell’acqua di mare consente a una carica di scindere l’acqua di mare in idrogeno e ossigeno. Lo hanno osservato nei loro esperimenti di laboratorio.

Qual è il significato della scoperta?

La scienza funziona secondo i principi della verifica, quindi queste scoperte dovranno essere confermate da altri esperimenti indipendenti.

Ma la ricerca di Sweetman e del suo team suggerisce che alcuni minerali producono ossigeno anche senza utilizzare la luce solare.

“Il fatto che sul pianeta ci sia un’altra fonte di ossigeno oltre alla fotosintesi ha conseguenze e implicazioni del tutto profonde”, ha affermato Nick Owens, direttore del SAMS.

Questa scoperta, secondo i ricercatori che l’hanno ideata, evidenzia anche la necessità di proteggere gli ambienti che autoproducono ossigeno.

“Per alimentare l’economia verde dobbiamo estrarre metalli dal terreno o potenzialmente dalle profondità dell’oceano”, ha detto Sweetman. “Quindi ciò che abbiamo scoperto significa che dovremo riflettere attentamente se l’estrazione mineraria nelle profondità dell’oceano andrà avanti, dove tale estrazione dovrebbe aver luogo perché questo ossigeno è probabile che venga utilizzato in qualsiasi quantità prodotta dall’ecosistema”.

Inoltre, le implicazioni della scoperta di un’altra fonte di produzione di ossigeno nelle profondità degli oceani aprono le porte alla possibilità di rivisitare l’origine della vita sulla Terra.

“Il fatto che sul pianeta ci sia un’altra fonte di ossigeno oltre alla fotosintesi ha conseguenze e implicazioni del tutto profonde”, ha affermato Owens.