«Темний кисень» на дні океану: нове відкриття змінює науку

У 2013 році під час експериментів у зоні Кларіон-Кліппертон Тихого океану на глибині 4000 метрів сталося щось незвичайне. Дослідник Ендрю Світмен, який вивчав вуглецевий цикл морського дна, розгорнув спеціальну платформу — лендер, оснащений науковим обладнанням. Коли пристрій повернувся на поверхню, всередині нього виявили бульбашки. Це здивувало вченого, адже на таких глибинах, де світло майже відсутнє, подібне явище здавалось неможливим. Проте замість того, щоб одразу заглибитись у розгадку, Світмен відкинув ці дані, вважаючи їх результатом технічної помилки. Лише через дев’ять років він зрозумів, що натрапив на революційне відкриття — вироблення кисню в умовах повної темряви, яке отримало назву «темний кисень».

Через два роки, у 2015-му, Світмен повернувся на те саме місце з оптодами — датчиками для вимірювання споживання кисню. Але замість очікуваного зменшення рівня кисню прилади показали його зростання. Це суперечило всьому, що вчений знав із шкільних підручників: кисень на Землі утворюється завдяки фотосинтезу, для якого потрібне сонячне світло. На глибині кількох кілометрів під поверхнею океану світла немає, тож результати здавалися абсурдними. Світмен припустив, що датчики несправні, і знову відкинув знахідку. Лише у 2021 році, застосувавши інший метод вимірювання, він переконався: це не помилка, а справжній феномен. У 2024 році команда Світмена опублікувала результати в журналі Nature Geoscience, представивши світові «темний кисень».

Це відкриття перевернуло уявлення про глибоководні екосистеми та походження кисню. Традиційно вважалося, що кисень на Землі з’являється виключно завдяки фотосинтезу рослин, водоростей і ціанобактерій, які використовують енергію сонця. Але в темряві океанських глибин, де тиск сягає сотень атмосфер, а температура наближається до нуля, щось інше продукує кисень. Вчені припускають, що джерелом можуть бути поліметалічні конкреції — кам’янисті утворення, багаті на манган, нікель і кобальт. Ці структури, взаємодіючи з морською водою, створюють електричний потенціал, здатний розщеплювати молекули води на водень і кисень. Нещодавнє китайське дослідження підтвердило, що кисень може утворюватись під час формування таких конкрецій, додаючи ваги цій гіпотезі.

Таємниця «темного кисню» відкриває нові горизонти для науки. У 2025 році команда Світмена планує детальніше дослідити цей процес. Вони хочуть з’ясувати, чи справді конкреції розщеплюють воду, чи виділяється при цьому водень і чи використовують його мікроорганізми як джерело енергії. Ці питання можуть пролити світло на екологічну роль «темного кисню» в глибоководних системах, де мешкає безліч унікальних організмів. Більше того, відкриття має значення не лише для Землі. NASA вже зацікавилася знахідкою, адже вона може змінити уявлення про можливість життя на океанічних світах, таких як супутники Юпітера Європа чи Сатурна Енцелад. Ці небесні тіла вкриті кригою, що блокує світло, але під нею ховаються океани. Якщо кисень може утворюватись без фотосинтезу, життя там стає ймовірнішим.

Для подальших досліджень команда розробляє автономні лендери, здатні працювати на глибинах до 11 000 метрів — у так званій хадальній зоні, яка охоплює найглибші океанські западини. Ця територія становить близько 45% океану, але залишається однією з найменш вивчених. Нові апарати, які Великобританія вперше використає для забору зразків із глибин понад 6000 метрів, витримуватимуть тиск, еквівалентний вазі 100 слонів на квадратний сантиметр. Вони допоможуть з’ясувати, як «темний кисень» впливає на біологічну активність і чи може зміна клімату порушити ці процеси.

Відкриття також кидає виклик глибоководному видобутку. Поліметалічні конкреції, які, ймовірно, продукують кисень, є цінним ресурсом для виробництва літій-іонних батарей, необхідних для електромобілів і гаджетів. Видобуток цих металів може пошкодити морське дно, але поки невідомо, як це вплине на екосистеми. Дослідження Світмена протягом найближчих років має дати відповіді, які допоможуть збалансувати промислові потреби та збереження природи. Можливо, деякі ділянки дна варто захистити від видобутку, щоб зберегти унікальні процеси, які там відбуваються.

Ця знахідка повертає вчених до дитячого «чому?». Чому кисень утворюється там, де його не мало б бути? Чому ми не помітили цього раніше? І що ще ховає темрява океану? Світмен зізнається, що його дитяча цікавість, яку він колись відкинув, тепер рухає ним уперед. Відповіді, які він шукає, можуть не лише розкрити таємниці Землі, але й відкрити двері до розуміння життя у Всесвіті. «Темний кисень» — це нагадування, що навіть у найглибших і найтемніших куточках світу природа здатна дивувати нас знову і знову.