Ciencia. Asombroso descubrimiento: “Oxígeno oscuro” en el suelo oceánico

El mundo científico está revolucionado por este impactante descubrimiento de “oxígeno oscuro” en el fondo oceánico. Hasta hace unos días, lo que sabíamos sobre la producción natural de oxígeno implicaba un proceso biológico: la fotosíntesis. La fotosíntesis es el proceso realizado por plantas, algas y cianobacterias que convierten la luz solar en energía química, liberando oxígeno como subproducto. Pero un inesperado descubrimiento en el fondo oceánico obliga a revisar esta concepción como la única forma de producción de oxígeno. Rocas formadas por nódulos polimetálicos también podrían generar oxígeno mediante un proceso geológico sin necesidad de luz solar. Una publicación científica en la revista Nature Geoscience explica minuciosamente los experimentos que llevaron a analizar esta posibilidad.

Todo comenzó cuando Andrew Sweetman, el líder del grupo de investigación de Biogeoquímica y ecología del fondo marino de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas (SAMS), midió por primera vez "oxígeno oscuro” en la Zona Clarion-Clipperton del Océano Pacífico en 2013. La medición no concordaba con lo sabido hasta el momento, por ser una zona oscura se esperaba que el nivel de oxígeno disminuyera por el consumo de organismos del fondo oceánico pero, por el contrario, aumentaba. Ante esta “anomalía” el investigador creyó que su equipo de medición estaba roto y mandó a calibrar los sensores. Según cuenta Sweetman, esto ocurrió cuatro o cinco veces a lo largo de cinco años.

Recién en 2021, financiado por la empresa minera Metals Company para estudiar el fondo marino, el equipo de Sweetman vuelve a investigar la zona con una técnica diferente de medición. Esta vez, al encontrar nuevamente elevados niveles de oxígeno, deciden tomarse en serio el fenómeno. ¿A qué se debía la aparición de “oxígeno oscuro”? La primera hipótesis fue microbiológica: quizás algunos microorganismos podrían producir oxígeno sin luz solar, pero al reproducir las condiciones del océano en el laboratorio y matar a todos los microorganismos, los niveles de oxígeno volvían a aparecer. Entonces… si la primera sorpresa fue encontrar oxígeno en la oscuridad, la segunda fue que no se debía a un proceso biológico.

Una nueva hipótesis de Sweetman llegaría en 2022 luego de ver un video sobre los nódulos polimetálicos del fondo de los océanos. Los nódulos son rocas compuestas por capas concéntricas de hidróxidos de hierro, manganeso o algún metal que se forman alrededor de un núcleo, que puede ser un diente de tiburón, un fragmento de roca o incluso un nódulo anterior. Las compañías mineras quieren explotar este fondo oceánico para extraer cobalto, níquel, cobre, manganeso y “tierras raras”, minerales críticos para la producción de baterías. Esto llevó a Sweetman a preguntarse si estos nódulos no podrían estar actuando como “baterías naturales” logrando dividir el agua de mar en hidrógeno y oxígeno a través de un proceso de electrólisis, como lo haría una pila en un laboratorio. Pero una roca con metales que se usan en baterías no es directamente una batería, para actuar como batería los nódulos debían contener dos polos con diferencia de potencial eléctrico para generar la carga eléctrica. En pocas palabras, la hipótesis debía ser corroborada.

Lo impactante es que efectivamente se encontró que los nódulos estaban cargados llegando hasta casi 1 voltio (a modo de comparación una pila doble AA tiene 1,5 V de carga). Sin embargo, se necesita teóricamente al menos 1,23 V de entrada más un potencial de aproximadamente 0.37 V para dividir el agua de mar en H2 y O2, por lo que aún quedan muchas preguntas por responder. Una posible próxima instancia de estudio y prueba sería deshabilitar la carga eléctrica de los nódulos para ver si esto detiene la producción de oxígeno, así se aportaría evidencia por la negativa de que estos procesos están correlacionados. Para entender cómo sí se da el proceso se plantea que quizás el agrupamiento de nódulos haga superar el umbral de carga necesario para la electrólisis.

De cualquier manera, este hecho de producción de oxígeno de manera geológica sin intervención de organismos vivos obliga a revisar lo que pensábamos sobre la historia de la oxigenación de la Tierra e incluso la evolución de microorganismos aeróbicos. Por eso, ya es un descubrimiento fascinante y de enorme magnitud. Lo paradójico es que el mismo interés económico que llevó adelante y financió esta investigación podría socavar las bases de futuras investigaciones.

Aunque aún se encuentra en fase experimental, la minería en los fondos oceánicos es impulsada por compañías mineras como Metals Company y la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA, por sus siglas en inglés) ya adjudicó 1 millón de km2 a 16 contratistas mineras de aguas profundas en la zona Clarion-Clipperton del Océano Pacífico donde se descubrió el oxígeno oscuro. Pero este mismo organismo todavía está discutiendo normas y reglamentaciones para la actividad, y ya son 27 países quienes han solicitado una moratoria, pausa cautelar o prohibición de la minería de aguas profundas por los impactos irreversibles y destructivos que podría tener.

El propio estudio sobre oxígeno oscuro advierte que “este proceso requiere una mayor investigación, si es cierto, la actividad de la DOP - producción neta de oxígeno oscuro - puede fluctuar con la cobertura de sedimentos en los nódulos, invitando a la pregunta urgente de cómo la removilización y distribución de sedimentos en grandes áreas durante la minería en aguas profundas puede influir en la DOP”. La producción de oxígeno oscuro podría ser clave para los ecosistemas oceánicos abisales y esta investigación es solo un atisbo de lo mucho que queda por descubrir si evitamos que los capitalistas destruyan el suelo oceánico.