Πολυμεταλλικά οζίδια: Απρόσμενη παραγωγή οξυγόνου στον βυθό των ωκεανών από πετρώματα

Εκατομμύρια πολυμεταλλικά οζίδια καλύπτουν εκτεταμένες περιοχές των βυθών των ωκεανών, μπαίνοντας στο μάτι του κεφαλαίου, που βλέπει μεγάλη κερδοφορία στη σάρωση του βυθού για περισυλλογή και επεξεργασία τους, για εξαγωγή μετάλλων

Ο σκούρος βυθός της ζώνης Κλάριον – Κλίπερτον του Ειρηνικού Ωκεανού – και όχι μόνο – καλύπτεται από πέτρες σε σχήμα πατάτας και χρώμα ξυλοκάρβουνου, που σχηματίζονται στο πέρασμα των αιώνων, από την ιζηματική προσκόλληση μικρών κόκκων μεταλλικών ενώσεων. Πρόκειται για τα πολυμεταλλικά οζίδια, που περιέχουν μέταλλα όπως το μαγγάνιο και το κοβάλτιο, τα οποία χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μπαταριών, σε συγκέντρωση πολύ μεγαλύτερη απ΄ ό,τι σε πολλά ορυκτά, όπου συναντώνται αυτά τα μέταλλα. Γι΄ αυτό μερίδα του κεφαλαίου ενδιαφέρεται διακαώς για την περισυλλογή μέσω σάρωσης και την επεξεργασία αυτών των οζιδίων, έστω κι αν αυτό θα έχει καταστροφικές συνέπειες για τα οικοσυστήματα του βυθού. Από τα νέφη λάσπης θα κινδυνέψουν πιθανώς και ψάρια που βρίσκονται σε ολόκληρη τη στήλη νερού πάνω από την περιοχή σάρωσης.

Διαφορά δυναμικού 1 βολτ εντόπισαν οι επιστήμονες σε πολυμεταλλικά οζίδια, διερευνώντας το ενδεχόμενο να λειτουργούν ως μπαταρίες, που κάνουν ηλεκτρόλυση του νερού, παράγοντας οξυγόνο (και υδρογόνο)

Οσο παράξενο κι αν φαίνεται, ακόμη και σε βάθη χιλιομέτρων, όπου δεν φτάνει ίχνος φωτός, υπάρχει ζωή και μάλιστα όχι μόνο μικροοργανισμοί, αλλά και ζώα, όπως ορισμένα είδη ψαριών, αστεριών κ.ο.κ. Πώς, όμως, γίνεται να οξυγονώνονται επαρκώς τόσο βαθιά νερά, ώστε να υποστηρίζουν ανώτερους βιολογικούς οργανισμούς; Φυτά που να παράγουν οξυγόνο δεν υπάρχουν εκεί, αλλά και να υπήρχαν, δεν θα μπορούσαν να φωτοσυνθέσουν, αφού δεν υπάρχει φως. Χωρίς να έχουν καταλήξει ότι αυτή είναι η απάντηση, οι επιστήμονες βρήκαν τα τελευταία χρόνια μια ενδεχόμενη εξήγηση. Τα οζίδια παράγουν οξυγόνο σε συνθήκες ανυπαρξίας φωτός! Γι΄ αυτό κάποιοι έδωσαν ήδη το όνομα «σκοτεινό οξυγόνο» στο παραγόμενο αέριο, το οποίο βεβαίως δεν εμφανίζεται με τη μορφή φυσαλίδων, αλλά διαλύεται απευθείας στο νερό εξαιτίας της τεράστιας πίεσης που επικρατεί στον βυθό των ωκεανών.

Το χρονικό

Η ανακάλυψη ξεκίνησε το 2013, όταν οικολόγοι και ωκεανολόγοι προσπάθησαν να μετρήσουν πόσο οξυγόνο καταναλώνουν οι ζωντανοί οργανισμοί της ζώνης Κλάριον – Κλίπερτον. Οι ερευνητές κατέβασαν με βαθυσκάφη όργανα για να παρατηρήσουν τον ρυθμό μείωσης του οξυγόνου σε μια αποκλεισμένη σε κλωβό ποσότητα νερού και υλικών του βυθού, διαπιστώνοντας ότι το οξυγόνο όχι μόνο δεν μειωνόταν, αλλά αυξανόταν! Θεωρώντας πως τα μηχανήματά τους ήταν χαλασμένα, τα έστειλαν για έλεγχο στον κατασκευαστή και επανέλαβαν τη διαδικασία 4-5 φορές σε διάρκεια 5 ετών.

Το 2021 νέες έρευνες από την ίδια ομάδα στη ζώνη Κλάριον – Κλίπερτον, αυτήν τη φορά για λογαριασμό μεταλλευτικής εταιρείας, αλλά με διαφορετική τεχνική μέτρησης του οξυγόνου, παρατήρησαν ακριβώς το ίδιο φαινόμενο: Η συγκέντρωση του οξυγόνου ανέβαινε αντί να κατεβαίνει καθώς περνούσε η ώρα. Αρχικά θεώρησαν ότι αυτό πρέπει να οφειλόταν σε κάποια βιολογική διεργασία, καθώς πρόσφατα είχαν ανακαλυφθεί μικρόβια που έχουν τη δυνατότητα παραγωγής οξυγόνου σε απουσία φωτός. Όμως, πειραματικά αποδείχτηκε πως το οξυγόνο δεν παραγόταν από μικροοργανισμούς.

Τότε εξέτασαν γεωλογικούς παράγοντες, όπως το ενδεχόμενο να υπάρχουν ραδιοϊσότοπα μέσα στα οζίδια, που διασπούν τα μόρια του νερού, ή κάποιος άλλος παράγοντας που αφαιρεί το οξυγόνο από τα οξείδια μαγγανίου των οζιδίων, αλλά και αυτά τα ενδεχόμενα αποκλείστηκαν. Τελικά, το 2022 τους ήρθε η ιδέα ότι μπορεί το οζίδιο να λειτουργούσε ως μπαταρία και να έκανε ηλεκτρόλυση του νερού. Διαπίστωσαν ότι πράγματι στην επιφάνεια των οζιδίων παρατηρούνται διαφορές δυναμικού 1 βολτ (οι συνήθεις οικιακές μπαταρίες είναι 1,5 V). Τα οζίδια μπορεί να αποκτούν φορτία, καθώς σχηματίζονται με ακανόνιστη εναπόθεση διαφορετικών μετάλλων στο πέρασμα εκατομμυρίων ετών και έτσι να δημιουργείται διαφορά δυναμικού ανάμεσα στις διάφορες στρώσεις τους. Αν εμφάνιζαν σημαντικές διαφορές δυναμικού, τότε θα μπορούσαν να διασπάσουν το νερό, όπως συμβαίνει όταν ρίξει κανείς μια μπαταρία σε θαλασσινό νερό.

Ασάφειες και παιχνίδια

Παρ΄ όλα αυτά, δεν είναι ακόμη σαφές αν και σε ποιο βαθμό τα οζίδια παράγουν οξυγόνο αυθόρμητα στον βυθό, ή αν αυτό συμβαίνει μόνο όταν το περιβάλλον διαταραχτεί από κάποιον παράγοντα, όπως οι κλωβοί που άφησαν τα βαθυσκάφη. Αλλωστε στο εργαστήριο η παραγωγή οξυγόνου σταματούσε μετά από δύο μέρες. Ωστόσο, αυτό μπορεί να συμβαίνει επειδή αυξάνεται η συγκέντρωση των προϊόντων της αντίδρασης, «πνίγοντάς» την. Σε ανοιχτό σύστημα, όπως ο ωκεανός, τέτοια συσσώρευση των προϊόντων της αντίδρασης δεν συμβαίνει.

Παραπέρα, δεν μπορεί να αξιολογηθεί η σημασία του παραγόμενου «σκοτεινού οξυγόνου» για τη θαλάσσια ζωή στους βυθούς, αν και έχει παρατηρηθεί ότι το μεγαλύτερο μέρος των ζωντανών οργανισμών συναντάται ακριβώς στις περιοχές που είναι καλυμμένες με οζίδια. Η Διεθνής Αρχή Θαλάσσιων Βυθών (ΔΑΘΒ) ακόμη επεξεργάζεται τους κανονισμούς και τις ρυθμίσεις σχετικά με την εξόρυξη των οζιδίων. Ωστόσο 32 από τα κράτη – μέλη της ΔΑΘΒ έχουν ζητήσει είτε μορατόριουμ, είτε προληπτική παύση, είτε απαγόρευση της εξόρυξης από τα βάθη των ωκεανών. Πίσω από τη στάση αυτή υπάρχουν αντιτιθέμενα συμφέροντα του κεφαλαίου, καθώς η εξόρυξη μετάλλων από τον βυθό θα έπληττε καπιταλιστικά κράτη που διαθέτουν ορυχεία, ενώ θα άλλαζε και κάποιες ισορροπίες στη γεωπολιτική, καθώς θα προέκυπτε μια νέα πηγή μεταλλευμάτων, προσβάσιμων κυρίως σε αυτούς που έχουν τα απαραίτητα κεφάλαια και την τεχνολογία για την εξόρυξη από μεγάλα βάθη. Το παιχνίδι της υπεράσπισης του περιβάλλοντος το παίζουν και οι δύο μεριές, και εκείνη που ζητά την ταχύτερη έγκριση έναρξης της εκμετάλλευσης, με το πρόσχημα ότι θα είναι λιγότερο ζημιογόνα για το περιβάλλον από την εξόρυξη στη στεριά, αλλά κι εκείνη που ζητά την καθυστέρηση ή τη ματαίωσή της.

Επιμέλεια: Σταύρος Ξενικουδάκης – Πηγή: «Scientific American»

(Αναδημοσίευση από τον «Ριζοσπάστη»)