En el vasto y enigmático mundo de los océanos, un descubrimiento reciente ha capturado la atención de la comunidad científica: el oxígeno oscuro. Este fenómeno podría revolucionar nuestra comprensión sobre el origen de la vida en la Tierra. Hasta ahora, el oxígeno se consideraba un subproducto exclusivo de la fotosíntesis realizada por plantas y algas, un proceso que transforma la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en oxígeno. Sin embargo, el hallazgo de este oxígeno oscuro en las profundidades marinas plantea nuevas preguntas sobre cómo se genera este elemento vital sin la presencia de luz.
El nuevo estudio publicado en la revista Nature Geoscience podría echar por tierra todo lo que conocemos hasta ahora sobre el origen de la vida en nuestro planeta. Los científicos han descubierto unos nódulos de lo que llaman “oxígeno oscuro” que puede alterar las nociones convencionales sobre cómo se puede crear este elemento crítico tan crítico para la vida. Hasta ahora, los científicos creían que el oxígeno sólo lo emiten los organismos fotosintéticos pero, ¿qué pasa con este nuevo hallazgo?
El fenómeno del oxígeno oscuro en los océanos
Descubrimiento en la región Clarion-Clipperton
El descubrimiento del oxígeno oscuro se produjo en la región Clarion-Clipperton del océano Pacífico, un área conocida por sus ricos depósitos de nódulos polimetálicos. Durante una serie de expediciones científicas, los investigadores observaron un aumento inesperado de los niveles de oxígeno en aguas profundas, a más de 4.000 metros de profundidad. Inicialmente, los científicos pensaron que podría tratarse de un error en los instrumentos de medición, pero tras repetir las observaciones en múltiples ocasiones, confirmaron la presencia de este fenómeno. Este hallazgo desafía la idea tradicional de que el oxígeno solo puede generarse a través de la fotosíntesis en presencia de luz solar.
Es la primera vez que los científicos observan que se genera oxígeno sin la participación de organismos y desafía lo que sabemos sobre el surgimiento de la vida en la Tierra, dicen los investigadores. "Cuando obtuvimos estos datos por primera vez, pensamos que los sensores estaban defectuosos, porque cada estudio realizado en las profundidades del mar sólo ha visto que se consume oxígeno en lugar de producirse", explica Andrew Sweetman, profesor y líder de ecología del fondo marino y del grupo de investigación de biogeoquímica de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas (SAMS). Pero cuando los instrumentos siguieron mostrando los mismos resultados, Sweetman y sus colegas supieron que "estaban ante algo innovador e inimaginable".
Producción de oxígeno sin fotosíntesis
El oxígeno oscuro se genera en un entorno donde la fotosíntesis es imposible debido a la ausencia de luz. Los investigadores han identificado que los responsables de esta producción de oxígeno son los nódulos polimetálicos presentes en el fondo marino. Estos nódulos, compuestos por metales como cobalto, manganeso y níquel, tienen la capacidad de separar el agua en hidrógeno y oxígeno mediante un proceso electroquímico similar al de una batería. Este descubrimiento sugiere que existen mecanismos alternativos para la producción de oxígeno, lo que podría cambiar nuestra comprensión del ciclo del oxígeno en el planeta.
Nódulos polimetálicos como geobaterías naturales
Los nódulos polimetálicos actúan como geobaterías naturales, generando voltajes que permiten la electrólisis del agua, separando así el oxígeno del hidrógeno. Este proceso es similar al funcionamiento de una batería convencional, pero ocurre de manera espontánea en el entorno marino profundo. La capacidad de estos nódulos para producir oxígeno sin la intervención de organismos vivos plantea nuevas preguntas sobre la evolución de la vida en la Tierra y sugiere que podrían haber existido fuentes de oxígeno antes de la aparición de la fotosíntesis. Además, este fenómeno podría tener implicaciones en la búsqueda de vida en otros planetas, donde las condiciones para la fotosíntesis no son posibles.
Implicaciones del oxígeno oscuro para la ciencia
Impacto en el entendimiento del origen de la vida
El descubrimiento del oxígeno oscuro podría transformar nuestra comprensión sobre el surgimiento de la vida aeróbica en la Tierra. Hasta ahora, se creía que la fotosíntesis era el único proceso capaz de generar oxígeno, un elemento esencial para la vida tal como la conocemos. Sin embargo, la existencia de oxígeno en las profundidades oceánicas, donde no hay luz solar, sugiere que podrían haber existido otras fuentes de oxígeno que permitieron el desarrollo de formas de vida aeróbicas en el pasado. Esto plantea la posibilidad de que la vida en la Tierra haya surgido en ambientes oscuros y profundos, desafiando las teorías actuales sobre el origen de la vida.
"Para que comenzara la vida aeróbica en el planeta, tenía que haber oxígeno, y hemos entendido que el suministro de oxígeno de la Tierra comenzó con organismos fotosintéticos", puntualizó Sweetman. “Pero ahora sabemos que el oxígeno se produce en las profundidades del mar, donde no hay luz. Por lo tanto, creo que debemos reconsiderar preguntas como: ¿Dónde pudo haber comenzado la vida aeróbica?".
Posibles aplicaciones en la búsqueda de vida extraterrestre
El fenómeno del oxígeno oscuro también tiene implicaciones significativas para la astrobiología y la búsqueda de vida extraterrestre. Si el oxígeno puede generarse sin la presencia de luz solar, es posible que existan formas de vida en otros planetas con condiciones similares a las de las profundidades oceánicas de la Tierra. Los científicos podrían buscar señales de oxígeno oscuro en exoplanetas con océanos subterráneos o en lunas heladas del sistema solar, como Europa o Encélado. Este descubrimiento amplía el rango de ambientes potencialmente habitables más allá de aquellos que reciben luz solar directa.
Retos y preocupaciones ambientales
Impacto de la minería marina en los ecosistemas
El descubrimiento del oxígeno oscuro plantea preocupaciones sobre el impacto de la minería marina en los ecosistemas de aguas profundas. Los nódulos polimetálicos, que actúan como geobaterías naturales, son también objeto de interés para la industria minera debido a su contenido en metales valiosos. La extracción de estos nódulos podría alterar significativamente el equilibrio ecológico de las profundidades marinas y afectar la producción de oxígeno oscuro, con consecuencias potencialmente devastadoras para los ecosistemas que dependen de él. Los científicos advierten sobre la necesidad de comprender mejor este fenómeno antes de proceder con la explotación minera en estas áreas.
Llamado a la pausa en la extracción de nódulos
Ante el riesgo de dañar irreversiblemente los ecosistemas marinos, más de 800 científicos han pedido una moratoria en la minería de nódulos polimetálicos hasta que se comprendan plenamente sus impactos ambientales. La producción de oxígeno oscuro podría ser crucial para la supervivencia de especies que habitan en las profundidades oceánicas, y su alteración podría tener consecuencias imprevisibles. Este llamado a la pausa subraya la importancia de priorizar la investigación científica y la conservación de los océanos frente a la explotación comercial de sus recursos.
Referencias:
- Sweetman, A.K., Smith, A.J., de Jonge, D.S.W. et al. Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor. Nat. Geosci. (2024). doi: https://doi.org/10.1038/s41561-024-01480-8
- Marsh, L., Huvenne, V., & Jones, D. (2018). Geomorphological evidence of large vertebrates interacting with the seafloor at abyssal depths in a region designated for deep-sea mining. Royal Society Open Science, 5. doi: https://doi.org/10.1098/rsos.180286.
- Malaterre, C., Jeancolas, C., & Nghe, P. (2022). The Origin of Life: What Is the Question?. Astrobiology. doi: https://doi.org/10.1089/ast.2021.0162.
