ค้นพบ “ออกซิเจนมืด” ครั้งแรกในโลก เกิดขึ้นโดยไม่ต้องสังเคราะห์แสง
ค้นพบ “ออกซิเจนมืด” ครั้งแรกในโลกที่มหาสมุทรแปซิฟิก เกิดขึ้นโดยไม่ต้องสังเคราะห์แสง เปลี่ยนมุมมองต้นกำเนิดชีวิตและการทำเหมืองใต้ทะเลลึก
ในโลกใต้ท้องทะเลลึก นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบปรากฏการณ์ที่ท้าทายความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับ การผลิตออกซิเจน และ ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิต การค้นพบครั้งนี้เกิดขึ้นในเขตคลาเรียน-คลิปเปอร์ตัน (CCZ) ทางตอนเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิก ซึ่งเป็นพื้นที่ที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุมีค่าและกำลังอยู่ในความสนใจของอุตสาหกรรมเหมืองแร่
ทีมนักวิจัยนำโดย ดร.แอนดรูว์ สวีทแมน จากสมาคมวิทยาศาสตร์ทางทะเลแห่งสกอตแลนด์ (SAMS) ได้ค้นพบว่า ก้อนโลหะขนาดเล็กที่เกลื่อนกลาดอยู่บนพื้นทะเลในเขต CCZ สามารถผลิตออกซิเจนได้เองโดยไม่ต้องพึ่งพาแสงหรือกระบวนการทางชีวภาพใดๆ ปรากฏการณ์นี้ถูกเรียกว่า "ออกซิเจนมืด" และนับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่มีการสังเกตเห็นการผลิตออกซิเจนโดยไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต
ดร.สวีทแมนเล่าถึงความตื่นเต้นเมื่อได้รับข้อมูลครั้งแรกว่า "ในตอนแรก เราคิดว่าเซ็นเซอร์มีข้อผิดพลาด เพราะการศึกษาทุกครั้งที่เคยทำในทะเลลึกจะเห็นเพียงการใช้ออกซิเจนมากกว่าการผลิต" แต่เมื่อเครื่องมือยังคงแสดงผลลัพธ์เดิมซ้ำแล้วซ้ำเล่า ทีมวิจัยจึงตระหนักว่าพวกเขากำลังเจอกับสิ่งที่ไม่เคยพบมาก่อน
การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Geoscience เผยให้เห็นว่า ก้อนโลหะขนาดเท่ามันฝรั่งที่พบในเขต CCZ สามารถผลิตออกซิเจนผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำทะเล โดยน้ำทะเลถูกแยกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนเมื่อมีกระแสไฟฟ้า ซึ่งอาจเกิดจากความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างไอออนโลหะภายในก้อนแร่ ก้อนโลหะเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออกไซด์ของเหล็กและแมงกานีส รวมถึงโลหะมีค่าอื่นๆ เช่น โคบอลต์ นิกเกิล และลิเธียม
เขตคลาเรียน-คลิปเปอร์ตัน หรือ CCZ เป็นพื้นที่ราบใต้ทะเลลึกที่มีความลึกระหว่าง 3,000 ถึง 6,000 เมตรใต้ผิวน้ำ ครอบคลุมพื้นที่มหาศาลถึง 4.5 ล้านตารางกิโลเมตรระหว่างฮาวายและเม็กซิโก พื้นที่นี้ได้รับความสนใจอย่างมากจากบริษัทเหมืองแร่ เนื่องจากอุดมไปด้วยแร่ธาตุที่มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมเทคโนโลยีสมัยใหม่
การค้นพบ "ออกซิเจนมืด" นี้ท้าทายความเชื่อดั้งเดิมที่ว่าออกซิเจนบนโลกเกิดขึ้นตามธรรมชาติผ่านการสังเคราะห์แสงเท่านั้น และยังเปิดประเด็นคำถามใหม่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเมื่อประมาณ 3.7 พันล้านปีก่อน
นอกจากนี้ ผลการวิจัยยังทำให้เกิดข้อกังวลใหม่เกี่ยวกับการทำเหมืองแร่โพลีเมทัลลิก ซึ่งอาจเป็นแหล่งออกซิเจนสำคัญสำหรับระบบนิเวศใต้ทะเลลึก และการค้นพบนี้ยังเผยให้เห็นถึงความซับซ้อนของระบบนิเวศใต้ท้องทะเลลึกที่มนุษย์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ในขณะที่ความต้องการแร่ธาตุสำหรับเทคโนโลยีสมัยใหม่เพิ่มสูงขึ้น การตัดสินใจเกี่ยวกับการทำเหมืองใต้ทะเลลึกจำเป็นต้องพิจารณาถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อกระบวนการทางธรรมชาติที่เพิ่งถูกค้นพบเหล่านี้
ในแง่ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การค้นพบนี้อาจมีนัยสำคัญต่อความเข้าใจเกี่ยวกับวัฏจักรออกซิเจนและคาร์บอนในมหาสมุทร ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการควบคุมสภาพภูมิอากาศของโลก การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการผลิตออกซิเจนใต้ท้องทะเลอาจนำไปสู่การพัฒนาโมเดลสภาพภูมิอากาศที่แม่นยำยิ่งขึ้น
ทั้งนี้ ดร.สวีทแมนและทีมวิจัยกำลังวางแผนการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจกับกระบวนการนี้ให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น รวมถึงการประเมินว่ามีการผลิตออกซิเจนในลักษณะนี้เกิดขึ้นในพื้นที่อื่นของมหาสมุทรหรือไม่ การวิจัยในอนาคตอาจรวมถึงการศึกษาว่าการผลิตออกซิเจนนี้มีผลต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลลึกอย่างไร และมีบทบาทในวัฏจักรธาตุอาหารของมหาสมุทรอย่างไร
การค้นพบ "ออกซิเจนมืด" นี้ไม่เพียงเปิดมุมมองใหม่ในการศึกษาวิวัฒนาการของชีวิตบนโลก แต่ยังกระตุ้นให้เกิดการพิจารณาอย่างรอบคอบในการจัดการทรัพยากรใต้ท้องทะเล การสร้างสมดุลระหว่างความต้องการทางเศรษฐกิจและการอนุรักษ์ระบบนิเวศที่มีความสำคัญแต่ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้จะเป็นความท้าทายสำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์ ผู้กำหนดนโยบาย และภาคอุตสาหกรรมในอนาคตอันใกล้นี้
อ้างอิง:
ข่าวที่เกี่ยวข้อง