Un experimento sobre la producción de oxígeno mediante nódulos de aguas profundas
La Fundación Nipona
Los científicos bajarán instrumentos al fondo marino para descubrir cómo los nódulos metálicos generan oxígeno en las profundidades del Océano Pacífico, un fenómeno inesperado que ha alimentado la controversia sobre la minería en aguas profundas.
Para su sorpresa, los investigadores descubrieron en 2024 que los nódulos del tamaño de una patata en la oscuridad de los océanos Pacífico e Índico, incluida la zona Clarion-Clipperton del Pacífico, eran una fuente de oxígeno, aunque se pensaba que se necesitaba luz solar y fotosíntesis para producir este elemento a gran escala.
Este llamado oxígeno oscuro podría sustentar la vida en la oscuridad a miles de metros de profundidad, incluidos microbios, pepinos de mar y anémonas carnívoras. Su descubrimiento generó dudas sobre las propuestas de las empresas mineras de aguas profundas para aspirar los nódulos del fondo marino y fundirlos en busca de cobalto, níquel y manganeso. El hallazgo ha sido cuestionado por las empresas mineras de aguas profundas y otros científicos también han pedido más pruebas.
Ahora los investigadores que descubrieron el oxígeno oscuro regresan a la zona Clarion-Clipperton, la zona más prometedora para la minería en aguas profundas, para intentar confirmar la existencia de este oxígeno oscuro y comprender cómo se produce.
“¿De dónde viene el oxígeno para que prosperen estas diversas comunidades animales?” Andrew Sweetman, de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas, que dirige la expedición, dijo en una rueda de prensa. “Este puede ser un proceso bastante significativo, y eso es lo que estamos tratando de descubrir”.
El equipo ha planteado la hipótesis de que las capas de metales de los nódulos generan una corriente eléctrica que puede descomponer el agua de mar en hidrógeno y oxígeno. Han medido hasta 0,95 voltios de electricidad en la superficie de los nódulos, algo menos que una pila AA.
Eso es menos de los 1,23 voltios que normalmente se requerirían para esta electrólisis, pero los investigadores creen que algunos nódulos individuales o varios nódulos agrupados podrían generar voltajes más altos.
El equipo desplegará módulos de aterrizaje (esencialmente estructuras metálicas con instrumentos en su interior) a profundidades de hasta 10.000 metros para medir los flujos de oxígeno y el pH, ya que la electrólisis expulsaría protones que aumentan la acidez del agua.
Un módulo de aterrizaje con equipo de investigación que será sumergido en el océano.
Asociación Escocesa de Ciencias Marinas
Los módulos de aterrizaje también obtendrán núcleos de sedimentos y nódulos para analizarlos más adelante en el laboratorio, ya que los organismos microscópicos también pueden desempeñar un papel. Cada nódulo contiene hasta 100 millones de microbios, y los investigadores intentarán identificarlos mediante secuenciación de ADN y ARN y microscopía de fluorescencia.
“La gran diversidad de microbios sigue siendo un objetivo en movimiento. Siempre estamos descubriendo nuevas especies”, dijo el miembro del equipo Jeff Marlow de la Universidad de Boston. “¿Están activos? ¿Están dando forma a su entorno de maneras interesantes e importantes?”
También recrearán las condiciones de las profundidades del mar en un reactor de alta presión y ejecutarán la reacción de electrólisis en él, ya que la electrólisis normalmente no se ha visto a las intensas presiones que se encuentran en el fondo marino.
“Cuatrocientas atmósferas de presión, esa es la presión a la que implosionó el sumergible Titán”, dijo Franz Geiger de la Universidad Northwestern en Illinois, otro miembro del equipo. “Estamos interesados en ver cómo la división del agua puede o no ser efectiva a alta presión”.
El objetivo final es intentar realizar la reacción electroquímica bajo un microscopio electrónico con microbios y bacterias presentes, todo ello sin matar los organismos microscópicos, añadió.
Si bien la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos de las Naciones Unidas no ha tomado una decisión sobre si se debe permitir la minería en aguas profundas en aguas internacionales, el presidente de Estados Unidos, Donald Trump, ha presionado para que comience la extracción. La empresa canadiense The Metals Company ha solicitado al gobierno de Estados Unidos un permiso para iniciar la minería en aguas profundas.
Un artículo publicado por científicos de The Metals Company argumentó que Sweetman y sus colegas no encontraron suficiente energía para alimentar la electrólisis del agua de mar en 2024 y que el oxígeno que observaron probablemente fue transportado desde la superficie por los módulos de aterrizaje que desplegaron.
Sweetman dice que cualquier burbuja de aire en la superficie se elimina a medida que los módulos de aterrizaje descienden, y no han medido el oxígeno cuando se despliegan en otras áreas del océano, como el fondo marino en el Ártico, a 4.000 metros. De 65 experimentos realizados en la Zona Clarion-Clipperton, el 10 por ciento encontró consumo de oxígeno y el resto encontró producción de oxígeno, según Sweetman.
Él y sus colegas también han descubierto que la parte de oxidación del agua del proceso de electrólisis puede tener lugar con el voltaje más bajo que se encuentra en los nódulos. Se envió una refutación que incluye estos datos a Nature Geosciences y actualmente está pasando por revisión por pares.
“En términos de interés comercial, definitivamente existe un interés en tratar de silenciar esta área de trabajo”, dijo Sweetman en respuesta a las objeciones de The Metals Company a sus hallazgos.
“Independientemente de la fuente y la motivación de los comentarios, es necesario abordarlos”, dijo Marlow. “En eso estamos [the] proceso de hacer”.
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