Qué es el “oxígeno oscuro” que se produce en el fondo del mar y cuáles son sus propiedades

El “oxígeno oscuro” es un fenómeno reciente descubierto en el fondo del mar que ha capturado la atención de la comunidad científica. Este término se refiere al oxígeno que se produce en ambientes marinos profundos, ricos en materia orgánica, sin la presencia de luz solar. La fotosíntesis oscura, un proceso mediado por microorganismos especializados, es el principal mecanismo detrás de esta asombrosa producción de oxígeno en las profundidades.

Las propiedades del oxígeno oscuro son peculiares y distintas a las del oxígeno producido en la superficie por plantas y algas. Se ha observado que este tipo de oxígeno contribuye a la respiración de especies marinas que habitan en zonas carentes de luz, permitiéndoles sobrevivir en condiciones extremas. Entre sus características más destacadas, se encuentra su capacidad de sustentar ecosistemas marinos en ausencia de radiación solar, algo crucial para la biodiversidad del fondo oceánico.

El origen del oxígeno oscuro proviene de reacciones químicas llevadas a cabo en presencia de compuestos como el sulfuro de hidrógeno y el metano, abundantes en los sedimentos marinos. Estos microorganismos, conocidos como bacterias quimiosintéticas, son capaces de transformar estos compuestos en oxígeno a través de procesos bioquímicos aún en estudio. Este hallazgo no solo amplía nuestro conocimiento sobre los ciclos biogeoquímicos marinos, sino que también podría tener implicaciones significativas en la búsqueda de vida en otros planetas.

Las mediciones de sensores a bordo de un buque en una región remota del Pacífico mostraron niveles de oxígeno en el lecho marino a 4,000 metros (cerca de 13,100 pies) de profundidad, donde la luz no penetra. El oceanógrafo Andrew Sweetman se sintió escéptico al principio, pensando que los equipos estaban fallando.

El estudio publicado en Nature Geoscience muestra que hay producción de oxígeno sin fotosíntesis en la Zona Clarion-Clipperton, un área significativa a nivel mundial. “Se tiene precaución cuando se observa algo que va en contra de lo que debería estar sucediendo”, dijo Sweetman a CNN.

Mientras evaluaba la biodiversidad marina en un área de potencial minería de nódulos polimetálicos, Sweetman observó que se producía “oxígeno oscuro”. Los nódulos polimetálicos, que contienen metales como cobalto, níquel, cobre, litio y manganeso, se forman en millones de años y son altamente solicitados para tecnologías verdes como paneles solares y baterías de automóviles eléctricos. No obstante, críticos advierten que la minería en aguas profundas podría dañar irreversiblemente el medio ambiente marino.

En un experimento de 2013, Sweetman usó un instrumental que se hundió hasta el fondo del mar y encapsuló una pequeña área de sedimento y volumen de agua para medir el consumo de oxígeno por los organismos. Esperaba que los niveles de oxígeno cayeran a medida que los animales microscópicos lo consumieran. Sin embargo, fue hasta 2021 que Sweetman aceptó que el oxígeno se estaba produciendo en el lecho marino.

El equipo recogió muestras de sedimentos, agua de mar y nódulos para estudiar en laboratorio cómo se producía el oxígeno. Tras varias pruebas, descartaron procesos biológicos como los microbios y se centraron en los propios nódulos. Una inspiración surgió cuando Sweetman vio un documental sobre minería en el mar profundo. “Estaban diciendo, ‘Eso es una batería en una roca’. Pensé, ¿podría ser electroquímico?”, comentó Sweetman.

Franz Geiger, electroquímico de la Northwestern University, colaboró para investigar esta hipótesis. Al medir diminutos voltajes con un multímetro, registraron 0.95 voltios en la superficie de los nódulos. “Parece que descubrimos una ‘geobatería’ natural”, dijo Geiger.

Beth Orcutt, científica del Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, reconoció que el estudio desafía el paradigma tradicional del ciclo del oxígeno en el fondo del mar, pero elogió al equipo por proporcionar “datos suficientes para justificar la observación como un verdadero señal”.

El profesor emérito Craig Smith de la University of Hawaii ha sido más cauto y cree que podrían existir explicaciones alternativas, pero que la hipótesis de la geobatería es razonable. Smith también destacó que decisiones similares en décadas pasadas revelaron efectos adversos permanentes.

En el contexto de la minería de nódulos, Smith favorece una pausa para proteger un entorno vulnerable y biodiverso. En lugares minados en los 80, incluso las bacterias no se habían recuperado décadas después, mientras que en regiones no minadas, la vida marina prospera. Geiger subraya que esto cuestiona las estrategias de minería en el fondo marino, dada la alta diversidad faunística.

Finalmente, Sweetman que es crucial una supervisión científica rigurosa de la minería subacuática. Comprender este proceso podría también contribuir a explicar el origen de la vida en la Tierra, dadas las teorías de que la vida podría haber evolucionado en respiraderos hidrotermales en el fondo marino.