Descubren que el fondo de los océanos produce su propio oxígeno

El manual de nuestra biología planetaria es claro: solo los organismos fotosintéticos, como las plantas y las algas, generan el oxígeno de la Tierra. Pero la ciencia (y la Vida) siempre tienen una forma de sorprender. Ahora, un equipo de científicos, liderados por Andrew Sweetman, han descubierto que los minerales metálicos del fondo del océano profundo producen oxígeno, a unos 400 metros de profundidad.

El sorprendente descubrimiento desafía las suposiciones arraigadas de que solo los organismos fotosintéticos, como las plantas y las algas, generan el oxígeno de la Tierra. De acuerdo con los resultados de un estudio publicado en Nature Geoscience, también se puede producir oxígeno en el fondo marino, donde la luz no puede penetrar, para sustentar la vida marina que respira oxígeno (aeróbica) y vive en completa oscuridad.

El equipo de Sweetman, realizó el descubrimiento del “oxígeno oscuro” mientras realizaba un trabajo de campo desde un barco en el Océano Pacífico, mientras que Franz Geiger, de la Universidad Northwestern, dirigió los experimentos de electroquímica, que potencialmente explican el hallazgo.

“Para que comenzara la vida aeróbica en el planeta, tenía que haber oxígeno, y siempre creímos que el suministro de oxígeno de la Tierra comenzó con organismos fotosintéticos – explica Sweetman en un comunicado -. Pero ahora sabemos que el oxígeno también se produce en las profundidades del mar, donde no hay luz. Por lo tanto, creo que debemos reconsiderar preguntas como: ¿Dónde pudo haber comenzado la vida aeróbica?”.

Los nódulos polimetálicos (depósitos minerales naturales que se forman en el fondo del océano) se encuentran en el corazón del descubrimiento. Formados por una mezcla de varios minerales, los nódulos miden entre partículas diminutas y el tamaño promedio de una patata.

“Los nódulos polimetálicos que producen este oxígeno contienen metales como cobalto, níquel, cobre, litio y manganeso, todos ellos elementos críticos utilizados en las baterías – añade Geiger, coautor del estudio -. Varias empresas mineras a gran escala ahora apuntan a extraer estos preciosos elementos del fondo marino a profundidades de entre 3.000 y 6.000 metros. Necesitamos repensar cómo extraer estos materiales, para no agotar la fuente de oxígeno para la vida en las profundidades marinas”.

Los autores realizaron este descubrimiento mientras tomaba muestras del fondo marino de la Zona Clarion-Clipperton, una cresta submarina que se extiende más de 6.000 kilómetrosen el noreste del Océano Pacífico. Cuando su equipo detectó inicialmente oxígeno, asumió que el equipo debía estar roto.

“Cuando obtuvimos estos datos por primera vez, pensamos que los sensores estaban defectuosos porque cada estudio realizado en las profundidades del mar solo había visto que se consumía oxígeno en lugar de producirlo – afirma Sweetman -. Llegábamos a casa y recalibramos los sensores, pero, en el transcurso de 10 años, estas extrañas lecturas de oxígeno seguían apareciendo. Decidimos adoptar un método de respaldo que funcionaba de manera diferente a los sensores que estábamos usando. Cuando ambos métodos arrojaron el mismo resultado, supimos que estábamos ante algo innovador e impensable”.

Pero hay algo más en las profundidades que el oxígeno y la vida. En un estudio previo, Geiger descubrió que el óxido, cuando se combina con agua salada, puede generar electricidad. Los investigadores se preguntaron si los nódulos polimetálicos de las profundidades del océano generaban suficiente electricidad para producir oxígeno. Esta reacción química es parte de un proceso llamado electrólisis del agua de mar, que extrae electrones del átomo de oxígeno del agua.

Se necesitan apenas 1,5 voltios (el mismo voltaje que una batería AA típica) para dividir el agua de mar y el equipo de Sweetman registró voltajes de hasta 0,95 voltios en la superficie de nódulos individuales. Y cuando se agrupan varios nódulos, el voltaje puede ser mucho más significativo, como cuando las baterías se conectan en serie.

“Parece que descubrimos una 'geobatería' natural - confirma Geiger -. Estas geobaterías son la base para una posible explicación de la producción de oxígeno oscuro en el océano”. Los investigadores coinciden en que la industria minera debería considerar este descubrimiento antes de planificar actividades mineras en aguas profundas.

“En 2016 y 2017, los biólogos marinos visitaron sitios que fueron minados en la década de 1980 y descubrieron que ni siquiera se habían recuperado bacterias en las áreas minadas – concluye Geiger -. Sin embargo, en las regiones no minadas la vida marina floreció. Aún se desconoce si estas “zonas muertas” persisten durante décadas. Sin embargo, esto pone un asterisco importante en las estrategias para la minería del fondo marino, ya que la diversidad de fauna del fondo del océano en áreas ricas en nódulos es mayor que en las selvas tropicales más diversas”.