Ученые со всего мира приступили к амбициозному исследовательскому проекту, направленному на изучение феномена «темного кислорода» — уникального процесса выработки кислорода на экстремальных глубинах океана без участия солнечного света. Это открытие, совершенное в 2024 году, ставит под сомнение привычные представления о жизненных процессах и может изменить наше понимание происхождения жизни на Земле, а также поисков внеземных форм жизни на других планетах.
Исследование, финансируемое фондом Nippon Foundation на сумму 2,4 млн долларов, будет проводиться с помощью специально разработанных автономных систем, оснащенных передовыми датчиками. Они будут развернуты в самых глубоких регионах мирового океана, включая знаменитые хадальские зоны, достигающие глубины до 36 000 футов. Ученые надеются пролить свет на механизм образования темного кислорода, его влияние на глубоководные экосистемы и возможные перспективы его использования в научных и промышленных целях.
Открытие темного кислорода стало настоящим научным прорывом, поскольку ранее считалось, что процесс образования кислорода возможен исключительно благодаря фотосинтезу — процессу, требующему солнечного света. Однако недавно обнаруженные конкреции на глубине более 13 000 футов показали, что кислород может генерироваться с помощью электрохимических процессов, протекающих в полной темноте. Эти загадочные минералы функционируют как природные батареи, расщепляя молекулы воды на кислород и водород, создавая предпосылки для существования жизни в ранее считавшихся непригодными для этого условиях.
Новое исследование может пролить свет на фундаментальные вопросы происхождения жизни на нашей планете. Гипотеза о том, что жизнь могла зародиться не на поверхности, а в глубинах океана, подогревает интерес к поиску аналогичных процессов на ледяных лунах Юпитера и Сатурна, таких как Европа и Энцелад. На этих далеких мирах, скрытых под слоями льда, потенциально могут существовать условия, аналогичные тем, что наблюдаются в земных глубинах.
Научная группа, возглавляемая профессором Эндрю Свитманом из Шотландской ассоциации морских наук, планирует изучить, каким образом темный кислород поддерживает микробные сообщества на дне океана. Будут исследоваться не только механизмы генерации кислорода, но и его возможное влияние на биогеохимические процессы, а также влияние климатических изменений на эту экосистему.
Проект также направлен на изучение того, может ли выделяемый при этом процессе водород служить энергетическим источником для глубоководных микроорганизмов. Это открытие имеет важное значение не только для фундаментальной науки, но и для практического применения в различных сферах — от океанологии до биотехнологий и поисков альтернативных источников энергии.
Использование передовых технологий, таких как автономные посадочные модули и высокочувствительные датчики, позволит исследователям отслеживать производство темного кислорода в реальном времени и анализировать его динамику в условиях высоких давлений и экстремальных температур. Ученые рассчитывают выявить закономерности в его формировании и определить, какие условия благоприятствуют этому процессу.
Этот проект привлек внимание ведущих мировых исследовательских организаций, включая NASA, поскольку понимание механизмов генерации кислорода в условиях отсутствия солнечного света может радикально изменить подход к поиску жизни за пределами Земли. Учитывая, что многие экзопланеты и спутники ледяных гигантов находятся в темных, ледяных средах, результаты этих исследований могут стать ключом к разгадке одной из величайших тайн человечества — есть ли жизнь за пределами нашей планеты.
В ближайшие годы исследовательская команда планирует развернуть свои усилия в наиболее глубоких частях Тихого океана, используя новые технологии для детального картографирования источников темного кислорода и изучения его химических свойств. Эти данные помогут создать более полное представление о том, как океаны влияют на глобальные биохимические циклы и поддерживают экосистемы в самых суровых условиях.
Таким образом, проект по изучению темного кислорода может стать важным шагом в нашем понимании глубин океана, происхождения жизни и возможностей для обитания живых организмов в условиях, ранее считавшихся невозможными.