Donkere zuurstofbron ontdekt op de bodem van de oceaan: het zou de oorsprong van het leven kunnen verklaren
ROV KIEL 6000, GEOMAR/Wikimedia Commons - CC BY 4.0
Zonder zuurstof zou er geen leven op aarde zijn, althans niet al tweeënhalf miljard jaar. We weten nu dat de eerste organismen die zuurstof produceerden blauwalgen waren en dat na verloop van tijd planten zich specialiseerden in de productie ervan door middel van fotosynthese. Om zuurstof te krijgen heb je zonlicht nodig, en daarom zijn er geen algen in de diepe zee die dit kunnen produceren, toch? Nou, ja en nee: het klopt dat er geen planten zijn in de diepten van de oceaan, maar tegelijkertijd hebben onderzoekers een productie van donkere zuurstof ontdekt uit bepaalde mineralen op de zeebodem. Laten we eens kijken hoe dit proces plaatsvindt en wat het betekent voor de oorsprong van het leven op aarde.
Zuurstofproducerende mineralen ontdekt op 5000 meter diepte
Anaëroob leven, dat wil zeggen leven zonder zuurstof, is zeker niet onbekend: het wordt bijvoorbeeld aangetroffen in sommige diepten in de zee, zoals de verloren stad van Lost City. Kortom, op de bodem van de oceaan is het vreemder om zuurstofproducerende mechanismen te vinden dan planten. Toch heeft een internationaal team van onderzoekers ontdekt dat er speciale metaalmineralen in de oceaanbodem zitten die zeewater kunnen splitsen in waterstof en zuurstof. Dit zijn de woorden van Andrew Sweetman van de Scottish Association for Marine Science:
Zuurstof was noodzakelijk om het aerobe leven op aarde te laten ontstaan, en we zijn er altijd van uitgegaan dat deze toevoer begon met fotosynthetische organismen. Maar nu weten we dat er zuurstof wordt geproduceerd in de diepten van de zee, waar geen licht is.
Kortom, het zou een “donkere zuurstof” zijn, juist omdat het niet wordt geproduceerd dankzij de fotosynthese van chlorofyl en zonlicht, maar door andere chemische processen die letterlijk plaatsvinden daar waar de zon niet schijnt.
De “geobatterijen” verborgen op de oceaanbodem
Goodfon
Zoals het team wetenschappers opmerkt in het onderzoek dat is gepubliceerd in het tijdschrift Geoscience, zijn het speciale polymetaalknollen die zich vormen op de oceaanbodem die zuurstof produceren. Deze formaties bevatten metalen zoals nikkel, koper, kobalt, lithium en mangaan, oftewel materialen die veel worden gebruikt bij de fabricage van elektrische batterijen. En het zijn precies “geobatterijen” waar Sweetman en zijn collega's het over hebben, nu ze zuurstofproductie hebben ontdekt in de Clarion-Clipperton-zone in het midden van de Stille Oceaan.
De onderzoekers ontdekten namelijk hoe de combinatie van roest en zout water elektriciteit kan opwekken. En er is slechts 1,5 volt nodig om zeewater te scheiden in waterstof en zuurstof, zoals werd aangetoond in een experiment: in de praktijk de spanning van een klassieke AA-batterij. De metaalknollen in de diepten van de oceaan fungeren als batterijen, of beter gezegd “geobatterijen”, voor de productie van zuurstof.
Oorsprong van aëroob leven en mijnexploitatie: de vooruitzichten op ontdekking
De ontdekking van de onderzoekers wijst in twee verschillende richtingen. De eerste is het verleden, en meer dan tweeënhalf miljard jaar geleden, het ontstaan van aeroob leven. Als rotsen inderdaad ook zuurstof kunnen produceren, wie zegt dan dat ze niet ook verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van het leven op aarde zoals we dat nu kennen?
Tegelijkertijd is de tweede richting die van de toekomst en mijnexploitatie. Polymetaalknollen die donkere zuurstof produceren zouden tientallen jaren lang batterijen op wereldschaal van energie kunnen voorzien, maar is dat wel een goed idee? Enerzijds werd het onderzoek deels gefinancierd door het bedrijf The Metals Company, dat de metaalknollen wil extraheren. Aan de andere kant heeft diepzeemijnbouw tot verschillende problemen voor oceaanecosystemen geleid. Waaronder één die de zuurstof wil produceren die we al heel lang inademen.
