En las oscuras profundidades de los océanos de la Tierra, una reacción química espontánea está produciendo oxígeno de manera discreta, sin la intervención de la vida.

Este hallazgo inesperado cuestiona el consenso de larga data que sostiene que se necesitan organismos fotosintéticos para generar el oxígeno necesario para respirar. El biogeoquímico Andrew Sweetman, de la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas (SAMS), y sus colegas descubrieron este fenómeno mientras medían los niveles de oxígeno en el fondo marino para evaluar los impactos de la minería en aguas profundas.

«El descubrimiento de la producción de oxígeno a través de un proceso no fotosintético nos obliga a reconsiderar cómo pudo haberse originado la evolución de la vida compleja en el planeta», señala Nicholas Owens, científico marino de SAMS que no participó en la investigación. «En mi opinión, este es uno de los hallazgos más emocionantes en la ciencia oceánica de los últimos tiempos».

En medio del océano Pacífico, el fondo marino está salpicado de rocas negras y redondeadas. A más de 4.000 metros de profundidad, los niveles de oxígeno aumentan lentamente según las mediciones de los científicos.

«Cuando obtuvimos los primeros datos, pensamos que los sensores estaban defectuosos, porque todos los estudios previos en las profundidades marinas solo habían mostrado un consumo de oxígeno, no su producción. Regresamos a casa y recalibramos los sensores, pero durante 10 años, estas lecturas anómalas de oxígeno seguían apareciendo», explica Sweetman.

«Decidimos usar un método alternativo que funcionara de manera diferente a los sensores de optodos que estábamos utilizando, y cuando ambos métodos dieron el mismo resultado, supimos que estábamos ante algo innovador e inesperado».

Para investigar el misterio, los investigadores recogieron algunas de las rocas nódulos para analizar si eran la fuente de esta producción de «oxígeno oscuro» en el laboratorio. Estos nódulos cubren vastas áreas del fondo del océano y son depósitos naturales de tierras raras como cobalto, manganeso y níquel, mezclados en una mezcla polimetálica.

Estos metales son valorados por su uso en baterías, y resulta que las rocas podrían estar actuando de manera espontánea en el fondo del océano. Los investigadores descubrieron que los nódulos polimetálicos individuales producían voltajes de hasta 0,95 V. Por lo tanto, cuando se agrupan, como baterías en serie, pueden alcanzar fácilmente los 1,5 V necesarios para separar el oxígeno del agua en una reacción de electrólisis.

«Parece que hemos descubierto una ‘geobatería’ natural», afirma el químico Franz Geiger de la Universidad Northwestern. «Estas geobaterías podrían explicar la producción de oxígeno oscuro en el océano».

Aunque aún queda mucho por investigar, como la escala de producción de oxígeno de los nódulos polimetálicos, este descubrimiento ofrece una posible explicación para la persistencia de las «zonas muertas» oceánicas décadas después de que cesara la minería en aguas profundas.
«En 2016 y 2017, los biólogos marinos visitaron yacimientos mineros de los años 80 y descubrieron que en las zonas minadas ni siquiera se habían recuperado bacterias. Sin embargo, en las regiones no minadas, la vida marina prosperó», explica Geiger.

«Aún se desconoce por qué persisten estas ‘zonas muertas’ durante décadas. Sin embargo, esto plantea serias dudas sobre las estrategias para la minería del fondo marino, ya que la diversidad de fauna en áreas ricas en nódulos es mayor que en las selvas tropicales más diversas».
Además de las implicaciones para la minería en aguas profundas, el “oxígeno oscuro” también plantea nuevas preguntas sobre los orígenes de la vida que respira oxígeno en la Tierra.

Durante mucho tiempo se ha atribuido a las antiguas cianobacterias microbianas el mérito de haber suministrado el oxígeno necesario para la evolución de la vida compleja hace miles de millones de años, como un desecho de la fotosíntesis que convertía la luz solar en su fuente de energía.

«Ahora sabemos que el oxígeno se produce en las profundidades del mar, donde no hay luz», dice Sweetman. «Creo que, por lo tanto, debemos replantearnos preguntas como: ¿Dónde pudo haber comenzado la vida aeróbica?»