พบ 'ออกซิเจนมืด' ครั้งแรกในโลก ใต้มหาสมุทรแปซิผิก เกิดได้โดยไม่ต้องสังเคราะห์แสง
นักวิทยาศาสตร์พบ ‘ออกซิเจนมืด’ จากก้อนโลหะในเขต Clarion-Clipperton Zone (CCZ) ใต้ท้องทะเล นับเป็นการค้นพบครั้งแรกสุดของโลกที่ออกซิเจนถูกสร้างโดยปราศจากสิ่งมีชีวิต ไม่ต้องการแสง และท้าทายความรู้ของเกี่ยวกับการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก
“เมื่อเราได้รับข้อมูลนี้ครั้งแรก เราคิดว่าเซ็นเซอร์มีข้อบกพร่อง เพราะไม่ว่าจะการศึกษาใด ๆ ที่ทำในทะเลลึกล้วนพบเพียงออกซิเจนที่ถูกใช้ไปมากกว่าการผลิต” Andrew Sweetman หัวหน้าทีมวิจัยด้านนิเวศวิทยาใต้ท้องทะเลและชีวเคมีของสมาคมวิทยาศาสตร์ทางทะเลแห่งสกอตแลนด์ (SAMS) กล่าว
แต่เครื่องมือของเขาก็ยังแสดงผลลัพธ์แบบเดิมซ้ำแล้วซ้ำเล่าซึ่งสร้างความสงสัยให้กับนักวิทยาศาสตร์ ตามงานวิจัยใหม่ที่เผยแพร่ในวารสาร Nature Geoscience ได้แสดงให้เห็นว่า ก้อนโลหะขนาดเล็กที่พบในเขต CCZ ซึ่งตั้งอยู่ทางเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิกกลับผลิตออกซิเจนขึ้นมาได้
มันเป็นพื้นที่ที่ราบใต้ท้องทะเลโดยมีความลึกระดับ 3,000-6,000 เมตรจากผิวน้ำ CCZ นั้นเต็มไปด้วยก้อนแร่จำนวนมาไม่ว่าจะเป็น แมงกานีส โคบอลต์ นิกเกิล หรือลิเธียม ซึ่งแร่เหล่านี้ต่างเป็นของหายากบนโลกและมีความต้องการสูงมาก เพื่อนำไปผลิตเป็นแบตเตอรี่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีคาร์บอนต่ำ และรถยนต์ไฟฟ้า
Sweetman และทีมงานของเขาได้ตรวจสอบที่ราบใต้ทะเลที่ครอบคลุมพื้นที่กว่า 4.5 ล้านตารางกิดลเมตร ระหว่างฮาวายกับเม็กซิโกเพื่อประเมินระบบนิเวศและศึกษาให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ก่อนจะมีการทำเหมืองใต้ทะเลอย่างจริงจัง โดยในความลึกระดับนั้นแสงอาทิตย์จะส่องไม่ถึง ซึ่งหมายความว่าสิ่งมีชีวิตจะสังเคราะห์แสงได้น้อยลง ดังนั้นจึงส่งผลต่อไปว่ามีการผลิตออกซิเจนลดลง
มันควรจะเป็นไปตามที่ทีมวิจัยคาดไว้ แต่กลับกลายเป็นว่า Sweetman พบออกซิเจนจำนวนมากถูกผลิตขึ้นมาจากก้นทะเลอย่างต่อเนื่อง นับเป็นสิ่งที่ไม่เคยคาดคิดมาก่อน เนื่องจากโดยปกติแล้วออกซิเจนจะถูกสร้างขึ้นใน 2 สิ่งหลัก ๆ คือการสังเคราะห์แสงของจุลินทรีย์กับการสังเคราะห์แสงของพืช
ทีมวิจัยเชื่อว่าพวกเขา “พบสิ่งที่แปลกใหม่และไม่มีใครคาดคิดมาก่อน” แต่มันทำได้อย่างไรนั้น Sweetman ได้ขอความช่วยเหลือจาก Franz Geiger นักเคมีฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Northwestern ทั้งคู่ได้ตรวจสอบพื้นผิวของก้อนแร่สีดำตัวอย่างที่เก็บมา
ซึ่งพบว่ามีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ระดับ 0.95 โวลต์ แม้จะอยู่ในระดับค่อนข้างต่ำ แต่ทีมวิจัยเชื่อว่าหากอยู่ใกล้กับก้อนแร่อื่น ๆ ก็อาจสร้างแรงดันไฟฟ้าในระดับที่เพียงพอจะเกิดปฏิกิริยา ‘อิเล็กโทรไลซิส’ ( electrolysis) ซึ่งเป็นกระบวนการที่น้ำทะเลจะแยกออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน
กลายเป็นว่าก้อนแร่ CCZ สร้างออกซิเจนในระดับที่ตรวจจับได้และในปริมาณที่มากกว่าใช้ไป โดยไม่ต้องการแสงหรือสิ่งมีชีวิตใด ๆ มาเกี่ยวข้อง การค้นพบนี้ได้ย้อนกลับไปยังเรื่องราวที่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตซับซ้อนเมื่อประมาณ 3,700 ล้านปีก่อน
“ชีวิตแบบใช้ออกซิเจนบนโลกนี้ต้องการออกซิเจน และเราเข้าใจว่าแหล่งออกซิเจนของโลกเริ่มต้นจากสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสง” Sweetman กล่าว “แต่ตอนนี้เรารู้แล้วว่ามีออกซิเจนที่ผลิตขึ้นในทะเลลึก ซึ่งไม่มีแสง ผมคิดว่าเราจำเป็นต้องทบทวนคำถามที่ว่า ‘ชีวิตแบบใช้ออกซิเจนเริ่มต้นขึ้นที่ไหน?’”
ผลการศึกษายังทำให้เกิดข้อกังวลใหม่เกี่ยวกับการขุดแร่โพลีเมทัลลิกซึ่งอาจเป็นแหล่งออกซิเจนที่สำคัญสำหรับระบบนิเวศใต้ท้องทะเลลึกด้วยเช่นกัน
“การค้นพบนี้ทำให้เรามีคำถามมากมายที่ยังไม่ได้รับคำตอบ และผมคิดว่าเรามีเรื่องให้คิดมากมายเกี่ยวกับวิธีการขุดแร่เหล่านี้ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วไปสร้างเป็นแบตเตอรี่ได้” Sweetman ทิ้งท้าย
ที่มา
https://www.space.com/deep-sea-dark-oxygen-from-metal…
https://www.aljazeera.com/…/what-is-dark-oxygen-found…
https://www.cbsnews.com/…/dark-oxygen-created-without…/
https://www.nature.com/articles/s41561-024-01480-8
Photo : DeepCCZ expedition