Тёмный кислород: открытие 2024 года, которое меняет представление о жизни на Земле

В июле 2024 года группа океанографов под руководством Эндрю Свитмана (Andrew K. Sweetman) опубликовала статью Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor в журнале Nature Geoscience. Это было как гром среди ясного неба: на глубине около 4000 метров в зоне Clarion-Clipperton, где свет не проникает, кислород начал появляться там, где, казалось бы, быть не может.

Где всё это происходит

Clarion-Clipperton Zone (CCZ) — огромная область Тихого океана между Гавайями и Мексикой, покрытая полиметаллическими узлами — круглыми минералами, содержащими марганец, никель, кобальт, медь и др. Эти узлы лежат на морском дне, на глубинах в тысячи метров, в полной темноте, под гигантским давлением и при ледяной температуре.

Один эксперимент — и мир стал другим

Учёные опустили «бентические камеры» (устройства-чанки), которые закрывают участок дна вместе с узлами, водой и осадком, и оставляют на 47 часов. В этих камерах ожидалось, что концентрация кислорода будет только падать — из-за дыхания организмов и окисления минералов. Но прошло два дня, и кислорода стало в несколько раз больше, чем было в начале.

Параллельно провели лабораторные измерения: узлы, извлечённые с дна, показали, что на их поверхности может быть до ~0,95 вольт электрического потенциала. Это позволяет предположить, что узлы действуют как природные «геобатареи», вызывая электролиз воды — разложение H₂O на водород и кислород.

Интересные факты

• Эти полиметаллические узлы растут миллиметры за миллион лет. То есть “камень размером с апельсин” формировался дольше, чем существует самая древняя письменность человечества.
• Давление на такой глубине — более 400 атмосфер. Температура воды примерно 1-2 °C. Космос рядом отдыхает.
• Свет там не просто слабый — его нет вообще, даже биолюминесцентный свет микробов не влияет на основные химические процессы.

Почему это так захватывающе

До этого открытия считалось: кислород на Земле почти весь производят растения, водоросли и фотосинтезирующие бактерии на поверхности, а всё, что ниже света — только “потребитель”. А тут — минералы сами вырабатывают кислород. Это как если бы в подвале дома не было света, а стены вдруг начали производить энергию.

Это меняет представление о самых ранних этапах жизни. Может быть, первые аэробные организмы дышали не только за счёт фотосинтеза, а благодаря подобным природным электрическим источникам. И это вообще открывает новые горизонты: на спутниках вроде Европы или Энцелада, под ледяной корой, может происходить что-то похожее.

Но сомнения никто не отменял

Конечно, не всё идеально выяснено:

• Учёные пока не уверены, что “тёмный кислород” производится всё время и во всех местах: может быть, это эпизодические всплески.
• Есть скептики, которые считают, что часть данных может быть погрешностью приборов, эффектом загрязнения или неправильно учтёнными биологическими процессами.
• Также вопрос в том, сколько кислорода вырабатывается по площади и времени — будет ли этого достаточно, чтобы реально поддерживать местные экосистемы либо стать учётным фактором в глобальном кислородном балансе.

Что дальше

Учёные уже планируют новые экспедиции, чтобы измерить:

1. Повторяемость — происходит ли «тёмный кислород» в других регионах глубокого океана.
2. Как меняется уровень кислорода с температурой, давлением, составом узлов.
3. Какая доля кислорода обязана минералам, а какая — микробам.
4. Что будет, если начать добывать эти узлы: как это повлияет на систему, оставшуюся без “геобатарей”.

Взгляд в будущее

Океан оказался не просто большой и тёмный — он оказался более активным, чем мы думали. Минералы, которые мы считали просто “сырьём”, вдруг выступают участниками химии, почему-то напоминающей батареи.

Это словно природа нам говорит: «Подумайте, прежде чем брать: я храню функции, которые пока не до конца понимаю сам».

Если “тёмный кислород” подтвердится и станет важной экологической функцией — это может перекроить наше понимание жизни, прошлого и возможного будущего.