Los científicos descubrieron que se produce ‘oxígeno oscuro’ a partir de metales en el fondo marino

Los científicos han encontrado evidencia de que los metales que se encuentran naturalmente en el fondo del océano podrían producir oxígeno, un potencial “cambio de juego” que, según afirman, podría modificar nuestra comprensión de los orígenes de la vida en la Tierra.

Los investigadores, cuyo estudio fue publicado el lunes en la revista Nature Geoscience, descubrieron que mediante un proceso recién descubierto, las masas compuestas de minerales como el manganeso y el hierro, que se utilizan a menudo para fabricar baterías, pueden producir oxígeno incluso en completa oscuridad. Los organismos normalmente necesitan luz para producir oxígeno mediante un proceso conocido como fotosíntesis, pero los investigadores creen que la actividad electroquímica producida por estas masas, llamadas nódulos polimetálicos, puede extraer oxígeno del agua. Las masas se formaron a lo largo de millones de años y pueden tener aproximadamente el tamaño de una papa.

Bo Barker Jørgensen, un experto en biogeoquímica marina que no participó en la investigación, pero revisó el estudio, dijo en una entrevista que fue un “hallazgo muy inusual”.

Los hallazgos podrían tener implicaciones para la industria minera de aguas profundas, cuyos participantes han buscado que se les permita explorar las profundidades del océano y recuperar minerales como los que forman los nódulos polimetálicos. Estos minerales se consideran cruciales para la transición hacia la energía verde. Los activistas ambientales y muchos científicos creen que la minería de aguas profundas es peligrosa porque puede desestabilizar los ecosistemas de formas impredecibles y podría afectar la capacidad del océano para ayudar a contener el cambio climático. El estudio recibió financiación de empresas activas en la exploración minera de los fondos marinos.

Cuando Andrew Sweetman, el autor principal del estudio, registró por primera vez lecturas inusuales de oxígeno provenientes del fondo del Océano Pacífico en 2013, pensó que su equipo de investigación había funcionado mal.

“Básicamente, les dije a mis estudiantes que simplemente volvieran a poner los sensores en la caja. Los enviaríamos de vuelta al fabricante para que los probara porque nos están dando información sin sentido”, dijo Sweetman, director del grupo de investigación de ecología y biogeoquímica del fondo marino de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas, a CNN. “Y cada vez que lo hacían, el fabricante respondía: ‘Están funcionando. Están calibrados’”.

En 2021 y 2022, Sweetman y su equipo regresaron a la Zona Clarion-Clipperton, un área bajo el Pacífico central conocida por tener grandes cantidades de nódulos polimetálicos. Confiados en que sus sensores funcionaban, bajaron un dispositivo a más de 13.000 pies por debajo de la superficie que colocó pequeñas cajas en el sedimento. Las cajas permanecieron en su lugar durante 47 horas, realizando experimentos y midiendo los niveles de oxígeno consumidos por los microorganismos que viven allí.

En lugar de que los niveles de oxígeno disminuyeran, aumentaron, lo que sugiere que se producía más oxígeno del que se consumía. Los investigadores plantearon la hipótesis de que la actividad electroquímica de los diferentes metales que forman los nódulos polimetálicos era responsable de la producción de oxígeno medida por los sensores, como una batería en la que los electrones fluyen de un electrodo a otro, creando una corriente eléctrica, dijo Tobias Hahn, uno de los coautores del estudio, en una entrevista.

Esta hipótesis añadiría una capa más a nuestra comprensión de cómo llegaron a existir los organismos bajo el mar, dijo Hahn, que se centró específicamente en los sensores utilizados en los experimentos del estudio. “Pensábamos que la vida comenzó en la Tierra cuando se puso en marcha la fotosíntesis, ya que el oxígeno llegó a la Tierra a través de la fotosíntesis. Podría ser que, en realidad, este proceso de división electroquímica del agua en oxígeno e hidrógeno suministrara oxígeno al océano”, dijo.

“Esto podría ser una especie de punto de inflexión en la historia de cómo comenzó la vida”, añadió. Un comunicado de prensa sobre el estudio dijo que sus hallazgos desafían “suposiciones sostenidas durante mucho tiempo de que solo los organismos fotosintéticos, como las plantas y las algas, generan el oxígeno de la Tierra”.

Pero si ese hallazgo se confirma, “necesitamos repensar cómo extraer” materiales como cobalto, níquel, cobre, litio y manganeso bajo el agua, “para no agotar la fuente de oxígeno para la vida en las profundidades marinas”, dijo Franz Geiger, profesor de química en la Universidad Northwestern y uno de los coautores del estudio, en el comunicado.

Geiger afirma que la minería submarina realizada en la década de 1980 sirve como advertencia. Cuando los biólogos marinos visitaron esos sitios décadas después, “descubrieron que ni siquiera las bacterias se habían recuperado”. Pero en las zonas donde no se habían realizado operaciones mineras, “la vida marina floreció”.

“Aún no se sabe por qué persisten estas ‘zonas muertas’ durante décadas”, afirmó. Pero el hecho de que así sea sugiere que la minería del fondo marino en áreas con abundantes nódulos polimetálicos podría ser especialmente dañina, porque esas áreas tienden a tener una mayor diversidad faunística que “las selvas tropicales más diversas”, dijo.

Aunque el estudio ha señalado una nueva vía interesante para mantener la vida en las profundidades del océano, quedan muchas preguntas por responder, dijo Hahn. “Simplemente, no sabemos” cuánto “oxígeno oscuro” se puede crear mediante este proceso, cómo afecta a los nódulos polimetálicos o qué cantidades de nódulos se necesitan para permitir la producción de oxígeno, dijo.

Si bien la metodología del estudio es sólida, “lo que falta es comprender qué está sucediendo, qué tipo de proceso es este”, dijo Barker Jørgensen.