Wetenschappers perplex: mangaanknollen op oceaanbodem produceren zuurstof
Dit kan niet waar zijn, was de eerste reactie van een internationaal team van onderzoekers. Ze herhaalden hun test, en nog eens, met hetzelfde resultaat. Ook met andere meetapparatuur was de uitkomst hetzelfde. Nu zijn de resultaten gepubliceerd, hoewel de onderzoekers nog steeds niet precies snappen hoe het kan: mangaanknollen op de oceaanbodem produceren zuurstof.
Mangaanknollen zijn miljoenen jaren oude knollen ter grootte van een aardappel, die waardevolle metalen als kobalt, koper en nikkel bevatten. Bedrijven staan te trappelen om deze 'truffels van de oceaan' - ze lijken een beetje op de peperdure zwammen - te gaan delven, omdat de metalen in de knollen zeer bruikbaar zijn voor de energietransitie.
De wetenschappers deden hun ontdekking al een aantal jaren geleden op de bodem van de Grote Oceaan, onder meer voor de kust van Mexico. Ze wilden die echter niet wereldkundig maken voordat ze een mogelijke verklaring voor het fenomeen hadden. En dat was nog niet zo eenvoudig. Zuurstof, is het standaardverhaal namelijk, ontstaat als bijproduct van fotosynthese in planten en algen. Maar fotosynthese is op de zeebodem niet mogelijk, omdat voor dat proces licht nodig is. En op vier kilometer diepte is het pikdonker.
Om 100 procent uit te sluiten dat de zuurstof misschien toch door organismen werd geproduceerd, voegden de wetenschappers in het laboratorium gif toe aan het water, zodat alle leven er stierf. En nog steeds bleef het zuurstofgehalte toenemen. De zuurstof moest dus een, zoals biologen dat noemen, abiotische oorsprong hebben.
Natuurlijke batterij
De meest logische verklaring, denken de onderzoekers: elektrolyse. Dat is een chemisch proces waarbij samengestelde stoffen uit elkaar kunnen worden gehaald. Water (H2O) kan dan uiteenvallen in waterstof (H2) en zuurstof (O). De mangaanknollen lijken daarmee te werken als een soort batterij. De resultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke blad Nature Geosciences.
De onderzoekers kwamen op die verklaring omdat ze uit eerder onderzoek wisten dat roest samen met zeewater elektriciteit kan opwekken. Metingen aan de knollen maakten duidelijk dat ze aan hun oppervlak een spanning van 0,95 volt konden hebben. Meerdere knollen bij elkaar leveren al snel het voltage van een AA-batterij op.
"Het lijkt erop dat we een natuurlijke geobatterij hebben ontdekt", zegt onderzoeker Franz Geiger in het persbericht. "Die zijn een mogelijke verklaring voor de productie van donkere zuurstof door de oceanen." De term 'donkere zuurstof' is vergelijkbaar met de termen 'donkere energie' en 'donkere materie', fenomenen waar de wetenschap nog maar weinig van begrijpt.
Ontbrekende puzzelstukjes
"Volgens de biologieboekjes kan het niet", zegt mede-onderzoeker Daniëlle de Jonge, diepzee-ecoloog bij de Scottisch Association for Marine Science. De vraag blijft wel hoe groot de zuurstofproductie door de knollen is. "Het is natuurlijk geen langdurig houdbaar proces. Anders waren die knollen weg, en ze liggen er toch echt al miljoenen jaren", zegt mariene geoloog Gert-Jan Reichart van onderzoeksinstituut NIOZ, zelf niet betrokken bij de studie.
"Wij wetenschappers zeggen: we missen nog veel puzzelstukjes over de mangaanknollen", reageert een ander mariene bioloog van het NIOZ, Sabine Gollner, op de studie. "De zuurstofproductie is zo'n puzzelstukje, waarvan we niet eens wisten dat het bestond. Je moet dus heel goed nadenken voor je aan de winning van deze knollen begint."
Ook Daniëlle de Jonge benadrukt het gebrek aan kennis. "We weten best veel over de diepzee, maar tegelijkertijd ook heel weinig. Er zijn nog steeds nieuwe dingen te ontdekken. Misschien is de zuurstofproductie een toevallig proces, dat eigenlijk niet bijdraagt aan het systeem. Maar het punt is dat we het niet weten".
