Nódulos polimetálicos del fondo marino, productores del oxígeno oscuro. Foto: Smartex Project

• Descubrimiento se realizó frente a las costas de México, a cuatro mil metros de profundidad. El oxígeno oscuro es producido por piedras metálicas del fondo oceánico, donde no hay luz.

Durante las expediciones de la Asociación Escocesa para las Ciencias Marinas (SAMS) en la zona Clario-Clipperton del océano Pacífico, frente a la costa mexicana, los científicos descubrieron que se produce oxígeno de forma inusual a 4 mil metros de profundidad. Lo llamaron “oxígeno oscuro”, debido a las condiciones en las que se produce el gas. 

Lo que hace tan peculiar a este oxígeno es que se produce sin cumplir con dos de los requisitos necesarios para la fotosíntesis, proceso por el cual se produce oxígeno en la naturaleza. Para la fotosíntesis se requiere presencia de luz y organismos fotosintéticos como plantas, algas y bacterias. Sin embargo, el oxígeno oscuro es producido por piedras metálicas del fondo oceánico, donde no hay luz. 

El descubrimiento 

La embarcación de SAMS se encuentra explorando la zona Clario-Clipperton hace varios años debido a que es muy rica en nódulos de manganeso, piedras que contienen metales de interés para la industria minera. Por ello, el barco realizaba muestreos para evaluar el impacto del reconocimiento de metales en un ecosistema que alberga especies marinas únicas, capaces de sobrevivir sin luz. 

Andrew Sweetman, primer autor del estudio publicado en la revista Nature, señaló que el descubrimiento sucedió mientras su equipo medía el consumo de oxígeno de estas especies del fondo oceánico. Para esto, el método utilizado consiste en depositar cámaras bentónicas, una especie de campanas que miden cambios en los gases del sedimento marino. De esta manera, se puede monitorear la disminución de oxígeno a medida que los animales van respirándolo. 

Sin embargo, ocurrió lo contrario. En lugar de disminuir, los niveles de oxígeno en el agua de los sedimentos aumentaban pese a la completa oscuridad y la imposibilidad de que se pueda realizar la fotosíntesis. Esto sucedió en 2013, cuando los científicos del grupo de ecología y biogeoquímica de fondos marinos de SAMS, liderado por Sweetman, registraron el fenómeno por primera vez.  

El origen del oxígeno oscuro 

Ante la sorpresa, la primera reacción de los investigadores fue creer que sus equipos estaban defectuosos. Por ello, decidieron repetir el experimento a bordo de su barco. Nuevamente, los niveles de oxígeno en las muestras de sedimentos aumentaron a pesar de la total oscuridad. 

Sweetman señaló que la superficie de estas rocas tiene una tensión eléctrica de valores similares a los de una pila AA. El científico señaló que los nódulos son como “baterías dentro de las rocas”. Esta propiedad podría ser el origen de un proceso de electrólisis, reacción química en la que dos moléculas de agua (2H₂O) separan sus elementos y se producen dos moléculas de hidrógeno (2H₂) y una de oxígeno (O₂). 

Para que ocurra la electrólisis del agua, se necesita, como mínimo, 1.5 voltios de electricidad, esto es la carga energética de una pila AA. Precisamente, las rocas metálicas del fondo oceánico de esta zona alcanzan esta carga cuando están agrupadas. 

Relicantus sp. Especie descubierta en la zona Clarion-Clipperton. A 4 mil metros de profundidad. Foto: Craig Smith y Diva Amon, Proyecto ABBYSLINE

Implicaciones del descubrimiento 

Aunque el primer contacto con el fenómeno fue en 2013, el estudio ha sido publicado este año, tras varias repeticiones del experimento y monitoreo del oxígeno en el sedimento. Para Nicholas Owens, director de SAMS, “el descubrimiento de la producción de oxígeno por un proceso diferente a la fotosíntesis nos lleva a replantearnos cómo apareció la vida en la Tierra”. 

Convencionalmente, se cree que el oxígeno empezó a producirse hace 3 mil millones de años por cianobacterias (organismos fotosintéticos). Esto permitió el desarrollo de organismos más complejos. Las cianobacterias realizan la fotosíntesis en la zona fótica, entre 200-400 metros de profundidad, donde la luz solar es suficiente para que ocurra la fotosíntesis. 

Sin embargo, según Owens, el descubrimiento del oxígeno oscuro permite plantear otros lugares de origen de la vida terrestre distintos a la superficie marina y la tierra firme, como el fondo oceánico. Además, si este proceso sucede en nuestro planeta, podría suceder en otros cuerpos celestes que cuentan con océanos, como algunas lunas de Saturno y Júpiter. Por ahora, este nuevo conocimiento permitirá regular mejor la explotación minera en aguas profundas con información ambiental más precisa.