Два месяца назад группа исследователей сделала поразительное заявление: в кромешной темноте бездны металлические конкреции, которые могут естественным образом образовываться на морском дне, могут действовать как батареи, расщепляя морскую воду и производя кислород. Если это правда, этот «темный кислород» был бы монументальным открытием, сравнимым с открытием десятилетия назад, что водород, бурлящий из гидротермальных источников, питает обильную жизнь, на километры ниже освещенной солнцем поверхности.
Это означало бы, что у Земли есть совершенно новый источник кислорода, независимый от фотосинтеза, который также может поддерживать жизнь. Эта новость также подкрепила аргументы экологов о том, что экосистемы морского дна могут быть разрушены компаниями по глубоководной добыче полезных ископаемых, которые хотят собирать конкреции для получения ценных металлов, используемых в электромобилях, таких как марганец и кобальт.
Но теперь независимые ученые и компании, занимающиеся глубоководной добычей полезных ископаемых, выражают свой скептицизм по поводу исследования, опубликованного в Nature Geoscience. «Существует высокая вероятность того, что статья неверна», — говорит Кентаро Накамура, геохимик из Токийского университета, который отмечает, что в водах над районом конкреций нет никаких признаков повышенного содержания кислорода.
Самое сильное противодействие исходит от Metals Company, компании по глубоководной добыче полезных ископаемых, которая спонсировала некоторые исследовательские круизы команды в зону Кларион-Клиппертон, регион с конкрециями к востоку от Гавайев. В официальной критике, опубликованной сегодня в качестве препринта , компания утверждает, что Эндрю Свитман, морской эколог из Шотландской ассоциации морских наук, и его соавторы не дали полной картины доказательств. Вместо этого, утверждает компания, кислород можно объяснить захваченными пузырьками воздуха или утечкой электричества внутри глубоководного аппарата, который использовали исследователи. «Ни одна из линий доказательств [Свитмана] не выдерживает критики», — говорит Майкл Кларк, морской биолог и менеджер по охране окружающей среды в Metals Company.
Свитмен говорит, что его команда находится в процессе противодействия критике. «Нам нечего скрывать», — говорит он.
Чтобы исследовать эти конкреции, которые находятся на глубине нескольких километров, команда Свитмена опустила на дно океана посадочный модуль с тремя экспериментальными камерами, которые можно частично погружать в донные отложения, изолируя образцы. Они знали, что эти воды имеют постоянный базовый уровень кислорода, пополняемый течениями из Антарктиды и медленно поглощаемый жизнью на морском дне. Но в нескольких круизах за последнее десятилетие он и его коллеги обнаружили, что когда захваченные отложения содержали конкреции, они иногда генерировали выбросы кислорода, длившиеся день или два. Марта Чеккетто, морской эколог из Университета Хериот-Уотт, которая ранее помогала Свитмену собирать образцы, вспоминает, что была озадачена. «Мы просто думали, что это не работает».
Но, наконец, в одном из круизов они использовали второй метод для измерения кислорода, и он также показал всплеск. Они не верили, что кислород был создан или захвачен посадочным модулем при спуске. Микробное производство нельзя было полностью исключить, но это казалось маловероятным, когда они увидели рост кислорода даже после добавления яда в образец. Затем, в прошлом году, у Свитмена возникла новая идея: узелки, которые преследовали в качестве батарей, могли бы сами действовать как батареи, если бы ионы металлов в слоях внутри узелков создавали небольшое количество заряда. Исследователи протестировали некоторые из извлеченных узелков в лаборатории, и хотя ни один из них не генерировал 1,23 вольта, необходимых для расщепления воды на водород и кислород, они увидели намеки на то, что это могло произойти, сообщили они.
Поскольку в то время Свитман работал с Metals Company, ее ученые могли внимательно изучить копии записей команды. Они показывают, что Свитман в какой-то момент разместил посадочный модуль на богатой конкрециями поверхности с закрытыми камерами, заполненными только морской водой, в качестве контрольного эксперимента. В течение двух дней уровень кислорода повышался в двух из трех камер, по схеме, аналогичной той, что была обнаружена в отложениях, заполненных конкрециями, хотя и в меньших количествах. Уровень кислорода также повышался, когда включался вентилятор, используемый в каждой камере. Компания утверждает, что это означает, что камеры либо накапливали пузырьки кислорода, когда они спускались через толщу воды, и не выпускали их должным образом, либо утечка электричества из вентилятора случайно вызывала электролиз. «[Свитман] действительно провел контроль», — говорит Кларк. «Он просто не сообщил об этом, потому что это не подтверждало его гипотезу».
Третья закрытая камера опровергает этот довод, говорит Свитман. Команда ввела холодную поверхностную морскую воду в две другие камеры, но инъекция не удалась для третьей камеры, оставив ее только с глубинной водой. В этой третьей камере уровень кислорода не повысился, что говорит о том, что инъекции поверхностной воды были ответственны за повышение кислорода в двух других. И если пузырьки воздуха или электрическая утечка из вентилятора камеры регулярно вызывали выбросы кислорода, говорит он, было бы трудно объяснить несколько случаев, когда исследователи вообще не зафиксировали его выработку.
У Свитмена также есть ответ на другую аномалию, на которую ссылается Metals Company. Один из показателей в статье утверждает, что в другом районе конкреций вырабатывался кислород, но не раскрывает, что, когда проводились эти измерения, в камере фактически не было конкреций. Свитмен признает этот момент. Но гранулы марганцевого металла, присутствующие в отложениях, могут иметь эффект, аналогичный конкрециям, говорит он.
Отдельная критика от горнодобывающей компании Adepth, опубликованная в качестве препринта в прошлом месяце на EarthArXiv , фокусируется на измерениях напряжения. Хотя в статье утверждается, что напряжение в конкрециях достигало 0,95 вольт, эта цифра представляет собой кратковременный всплеск, измеренный на одной конкреции. Никакие другие показания любого из 11 проанализированных конкреций даже близко не приближаются к уровням, необходимым для расщепления воды, говорит Ларс-Кристиан Треллевик, директор по устойчивому развитию и операциям Adepth. Свитман отвечает, что электролиз, скорее всего, будет прерывистым. «Мы говорим, что это возможно».
По словам Эми Гартман, руководителя проекта «Глобальные морские минералы» Геологической службы США, проверка утверждения Свитмена о том, что конкреции могут генерировать напряжение, должна быть простой. «У меня в холодильнике тонна конкреций. У меня есть потенциостат. Посмотрим, что я смогу получить».
Другая группа вскоре может опубликовать самый большой вызов этому заявлению. Несколько лет назад исследователи из проекта European Mining-Impact2 сняли несколько десятков подобных показаний камер в полях конкреций. Они не увидели никаких признаков выработки кислорода, хотя пока не опубликовали данные, говорит Маттиас Геккель, морской биогеохимик из Центра исследований океана имени Гельмгольца GEOMAR в Киле, который руководил проектом. «Главный вопрос в том, почему Эндрю иногда это видел, а мы пока нет?» Геккель также отмечает, что почти 2 десятилетия назад его команда, используя те же посадочные модули, что и Свитмен, думала, что обнаружила выработку кислорода на морском дне, но оказалось, что это были захваченные пузырьки воздуха.
По словам Свитмена, одним из объяснений может быть то, что камеры MiningImpact2 были аккуратно размещены роботами, тогда как у его команды была более резкая посадка, которая могла смыть осадки с поверхности конкреций, что позволило кратковременным всплескам производства кислорода. «Мы не должны думать, что эти конкреции постоянно выделяют пузырьки кислорода», — говорит он.
Другие исследователи воздерживаются от суждений. «Такого рода перестановки в статьях — это просто нормальная наука», — говорит Эдриан Гловер, глубоководный эколог из Музея естественной истории в Лондоне.
Свитмен предлагает последующие круизы, в ходе которых на этот раз будет осуществляться мониторинг морского дна на предмет водорода, другого побочного продукта расщепления воды. Он философски относится к скептицизму, с которым столкнулся. «Представляете, насколько радикальна идея предположить, что кислород может производиться без солнечного света?» — говорит он. «Вы думаете, мы хотели предложить что-то столь возмутительное?»
