На глубине около четырёх километров под поверхностью Тихого океана, в области, куда не проникает даже слабый свет, исследователи столкнулись с явлением, которое переворачивает устоявшиеся представления о происхождении кислорода и условиях, в которых может существовать жизнь. В тишине и холоде абиссали оказалось, что в полной темноте возможно образование кислорода — процесса, который раньше считался неразрывно связанным с солнечной энергией. Это открытие быстро стало частью дискуссий не только о глубинных экосистемах, но и о возможной внеземной биологии.
Где обнаружили "чёрный кислород"
Работы проходили в Зоне Кларион-Клиппертон — обширной подводной равнине площадью более 4,5 млн км² между Гавайями и Мексикой. Этот регион давно привлекает внимание геологов из-за полиметаллических конкреций — округлых образований, богатых никелем, кобальтом и марганцем. Эти "батареи будущего" формируются миллионы лет и считаются одним из ключевых ресурсов будущей энергетики.
Однако теперь оказалось, что их значение не ограничивается экономикой. Исследование, опубликованное в Nature Geoscience, показало: конкреции способны вырабатывать кислород в полной темноте, без участия живых организмов и фотосинтеза.
Как появилась гипотеза
Впервые сигнал странности заметили ещё в 2013 году. Тогда шотландский специалист по глубоководным экосистемам Эндрю Свитман нашёл слишком высокие показатели кислорода в данных по CCZ. На первых порах это списали на сбой оборудования. Но новые экспедиции дали те же результаты, а лабораторные тесты подтвердили: даже после стерилизации конкреций и устранения возможной микробной активности кислород продолжал выделяться.
Постепенно сформировалось объяснение: породы действуют как естественные накопители заряда. Электрические градиенты на их поверхности вызывают нечто, напоминающее электролиз, разделяя молекулы воды на водород и кислород.
"Если кислород может появиться здесь в полной темноте, почему бы и нет нигде во Вселенной?", — сказал исследователь Эндрю Свитман.
Почему открытие меняет картину происхождения жизни
До сих пор считалось, что кислородная атмосфера и возможность появления сложных форм жизни тесно связаны с фотосинтезирующими организмами. Теперь же появилась альтернатива: геохимические процессы способны создавать кислород автономно, независимо от света.
Из этого следует важный вывод: ранние биосферы Земли могли развиваться иначе, чем мы привыкли представлять. А органы поиска внеземной жизни получают новый набор критериев — не только свет, но и минералогия, структура донных пород и электромагнитные свойства материалов.
Особый интерес вызывает сравнение с небесными телами, скрывающими под поверхностью океаны: спутники Юпитера и Сатурна, такие как Европа и Энцелад. Если под их ледяными покровами существуют аналоги полиметаллических конкреций, то кислородо-образующие реакции могли бы возникнуть и там.
Экологический и политический контекст
Но научный прорыв натолкнулся на суровую реальность: CCZ давно стала объектом интересов горнодобывающих компаний. Конкреции содержат критически важные металлы для аккумуляторов и электроники, поэтому их рассматривают как стратегический ресурс для глобального энергоперехода.
При этом глубоководные экосистемы остаются практически неизученными. Многие страны настаивают на международном моратории на добычу до тех пор, пока не будут понятны риски. Экологи подчёркивают: разрушив морское дно ради сырья, человечество может уничтожить процессы, о которых только начинает узнавать.
Океанографы предупреждают, что спешка в освоении CCZ может привести к утрате уникальных экосистем и необратимым геохимическим изменениям.
Фотосинтетический и геохимический кислород
| Характеристика | Фотосинтез | "Чёрный кислород" |
| Источник энергии | Солнечный свет | Электрические заряды на поверхности минералов |
| Условия | Освещённые воды, суша | Абиссаль, полная темнота |
| Участие живых организмов | Да | Нет |
| Скорость процесса | Зависит от освещённости | Неизвестна, вероятно медленная |
| Значение | Основной источник кислорода в атмосфере | Потенциальный механизм на ранней Земле и других планетах |
FAQ
Может ли процесс заменить фотосинтез?
Нет. Скорость образования кислорода слишком низкая, чтобы поддерживать атмосферные масштабы.
Опасна ли добыча конкреций для науки?
Да — разрушая дно, человек может уничтожить природные лаборатории, которые невозможно воссоздать.
Появится ли этот процесс на других планетах?
Если существуют схожие минералы и электрические градиенты, теоретически процесс возможен.
Мифы и правда
- Миф: кислород может возникнуть только при участии живых организмов.
Правда: геохимические реакции иногда способны производить его самостоятельно. - Миф: глубоководье — мёртвая зона.
Правда: там происходят сложные химические процессы, о которых мы начинаем узнавать только сейчас.
Три интересных факта
На глубине 4000 метров давление превышает атмосферное более чем в 400 раз.
Полиметаллические конкреции растут со скоростью около сантиметра за миллион лет.
Аналоги этих минералов находят в метеоритах, что усиливает интерес астробиологов.
Исторический контекст
В середине XX века глубоководные равнины считались пустынями — лишь позже выяснилось наличие сложных экосистем.
Первые попытки добывать конкреции предпринимались ещё в 1970-х, но из-за технических трудностей были отложены.
Современный интерес к ним связан с массовым переходом к аккумуляторной энергетике.