El fondo del océano es capaz de producir su propio oxígeno a a 13.000 pies (unos 4.000 metros) debajo de la superficie y la fuente serían unos minerales metálicos, los nódulos polimetálicos. Así lo ha descubierto un equipo internacional de investigadores, que señala que estos elementos podrían influir en la ecología de los fondos marinos.
El estudio, publicado en la revista Nature Geoscience, desafía las suposiciones que se han mantenido durante mucho tiempo de que solo los organismos fotosintéticos, como las plantas y las algas, generan el oxígeno de la Tierra. Así, el nuevo hallazgo muestra que podría haber otra manera. Parece que el oxígeno también se puede producir en el fondo marino, donde no puede penetrar la luz, para sustentar la vida marina que respira oxígeno (aeróbica) y vive en completa oscuridad.
Los nódulos polimetálicos, que son comunes en las llanuras abisales cubiertas de sedimentos de los océanos, se componen principalmente de óxidos de hierro y manganeso, pero también contienen metales como el cobalto y elementos de tierras raras. Estos últimos son componentes esenciales de muchas tecnologías energéticas avanzadas y bajas en carbono y, por tanto, son un objetivo para la minería de aguas profundas.
Andrew Sweetman, líder del grupo de investigación de Ecología y Biogeoquímica del Fondo Marino de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas (SAMS), hizo el descubrimiento del "oxígeno oscuro" mientras realizaba un trabajo de campo desde un barco en el Océano Pacífico. Franz Geiger, de la Universidad Northwestern, dirigió los experimentos de electroquímica, que explicarían el hallazgo.
"Para que la vida aeróbica comenzara en el planeta, tenía que haber oxígeno, y hasta ahora sabíamos que el suministro de oxígeno a la Tierra comenzó con los organismos fotosintéticos", cuenta Sweetman. "Pero ahora sabemos que el oxígeno se produce en las profundidades del mar, donde no hay luz. Por lo tanto, creo que debemos volver a plantearnos preguntas como: ¿Dónde pudo haber comenzado la vida aeróbica?", añade.
Los minerales podrían sustentar ecosistemas marinos
El equipo de Sweetman realizó experimentos utilizando cámaras colocadas en el fondo marino a profundidades de unos 4.200 metros para medir la concentración de oxígeno en varios puntos separados por más de 4.000 kilómetros a lo largo de la zona Clarion-Clipperton, en el Océano Pacífico central, donde se encuentran los nódulos polimetálicos.
Cuando el equipo detectó oxígeno por primera vez, supuso que los sensores debían estar averiados. "En todos los estudios realizados en las profundidades marinas solo se había observado que se consumía oxígeno en lugar de producirse", recuerda Sweetman, en un comunicado de la Universidad Northwestern. A pesar de ello, tras recalibrar los sensores y usar otros métodos diferentes seguían apareciendo "estas extrañas lecturas de oxígeno".
Los autores realizaron análisis de laboratorio de seguimiento y simulaciones numéricas para proponer que son los nódulos polimetálicos la fuente de las emisiones de oxígeno y plantean la hipótesis de que la causa son sus propiedades eléctricas. Aunque es difícil estimar la cantidad de oxígeno que produce los nódulos polimetálicos a gran escala, sugieren que esta fuente podría sustentar los ecosistemas del fondo marino, que podrían verse afectados si se explotaran estos nódulos.
Varias empresas mineras a gran escala pretenden ahora extraer estos elementos preciosos del fondo marino a profundidades de entre 3.000 y 4.000 metros bajo la superficie, declara Franz Geiger, de la Universidad Northwestern y también firmante del artículo. El investigador apunta que hay que replantearse "cómo extraer estos materiales para no agotar la fuente de oxígeno de la vida en las profundidades".
Una 'geobatería' natural
Los nódulos polimetálicos (depósitos minerales naturales que se forman en el fondo del océano) son la base del descubrimiento. Estos nódulos, que son una mezcla de diversos minerales, tienen un tamaño que va desde partículas diminutas hasta el de una papa promedio. "Los nódulos polimetálicos que producen este oxígeno contienen metales como cobalto, níquel, cobre, litio y manganeso, todos ellos elementos fundamentales que se utilizan en las baterías", relata Geiger.
En un trabajo anterior, Geiger descubrió que el óxido, cuando se combina con agua salada, puede generar electricidad. Solo 1,5 voltios (el mismo voltaje que una pila AA) bastan para dividir el agua de mar. Los investigadores se preguntaron si los nódulos polimetálicos de las profundidades oceánicas generaban electricidad suficiente para producir oxígeno.
El equipo estudió varios kilos de los nódulos polimetálicos, recogidos en el fondo del océano y registró tensiones de hasta 0,95 voltios en la superficie de nódulos individuales. Cuando varios se agrupan, el voltaje puede ser mucho más significativo, como cuando las pilas se conectan en serie. "Parece que hemos descubierto una 'geobatería' natural", que son la base "de una posible explicación de la oscura producción de oxígeno del océano", agregó Geiger.
Minería submarina
Los investigadores coinciden en que la industria minera debería tener en cuenta este descubrimiento antes de planificar actividades de minería en aguas profundas. Según Geiger, la masa total de nódulos polimetálicos en la zona Clarion-Clipperton por sí sola es suficiente para satisfacer la demanda mundial de energía durante décadas. Pero Geiger considera que las actividades mineras de la década de 1980 son una advertencia.
"En 2016 y 2017, los biólogos marinos visitaron sitios que fueron minados en la década de 1980 y encontraron que ni siquiera las bacterias se habían recuperado", destaca Geiger. Sin embargo, en las regiones no minadas la vida marina floreció. "Esto pone un asterisco importante sobre las estrategias para la minería del fondo marino, ya que la diversidad de fauna del fondo oceánico en áreas ricas en nódulos es mayor que en las selvas tropicales más diversas", añade.
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