Minerais no fundo do oceano são baterias geológicas e produzem oxigênio escuro

Cientistas descobriram que nódulos metálicos existentes no fundo dos oceanos, muito desejados pelo setor de mineração, produzem oxigênio 4.000 metros abaixo da superfície.

A descoberta é revolucionária porque muda o que a ciência acreditava saber sobre a produção de oxigênio e a própria origem e manutenção da vida na Terra: Até agora os cientistas consideravam que apenas organismos fotossintéticos, como plantas e algas, gerariam todo o oxigênio do nosso planeta.

Mas a Terra parece ter uma outra maneira de sustentar a vida, sobretudo a vida marinha. O oxigênio também pode ser produzido no fundo do mar, sustentando a vida aeróbica, que respira oxigênio e vive na escuridão total, em grandes profundidades. Lá, nenhuma luz consegue penetrar, de modo que não pode haver fotossíntese, o que levou a equipe a chamar essa fonte de “oxigênio escuro”.

“Para que a vida aeróbica começasse no planeta, era necessário que houvesse oxigênio, e o nosso entendimento é que o fornecimento de oxigênio à Terra começou com organismos fotossintéticos,” comentou o professor Andrew Sweetman, da Universidade Northwestern, nos EUA. “Mas agora sabemos que existe oxigênio produzido nas profundezas do mar, onde não há luz. Penso que, portanto, precisamos rever questões como: Onde poderia ter começado a vida aeróbica?”

Os nódulos polimetálicos são autênticas “baterias geológicas”.
[Imagem: Camille Bridgewater/Northwestern University]

Metais que produzem oxigênio

O elemento central do oxigênio escuro são os nódulos polimetálicos, depósitos minerais naturais que se formam no fundo do oceano em diferentes tamanhos, da dimensão de grãos de areia até bolotas maiores do que uma melancia.

Os primeiros indícios do oxigênio emergiram há quase uma década, quando a equipe começou a analisar o fundo do mar da Zona Clarion-Clipperton, uma cordilheira submarina montanhosa ao longo do fundo do mar que se estende por mais de 7.000 km ao longo do quadrante nordeste do Oceano Pacífico.

“Quando obtivemos estes dados pela primeira vez, pensamos que os sensores estavam defeituosos porque todos os estudos já feitos no fundo do mar só viram oxigênio sendo consumido, em vez de produzido,” disse Sweetman. “Chegávamos em casa e recalibrávamos os sensores, mas, ao longo de 10 anos, essas estranhas leituras de oxigênio continuaram aparecendo.”

Além de trocar os sensores, a equipe adicionou outro tipo de sensor, que faz as medições por outra técnica, e os dados se confirmaram.

Eles então foram para o laboratório, já sabendo que a ferrugem, ou óxido de ferro, pode gerar eletricidade quando combinada com água salgada. A questão era se os metais presentes nos nódulos polimetálicos gerariam eletricidade suficiente para produzir oxigênio. Essa reação química faz parte de um processo chamado eletrólise da água do mar, que retira elétrons dos átomos de oxigênio da água.

Aí vieram duas surpresas: Os experimentos não apenas confirmaram que os nódulos polimetálicos produzem oxigênio livre, como fazem isso produzindo tanta eletricidade que acabam funcionando como verdadeiras baterias.

A questão agora é: Qual será o impacto da mineração dos nódulos sobre a vida marinha?
[Imagem: Camille Bridgewater/Northwestern University]

Geobateria

Ao analisar os nódulos polimetálicos recolhidos do fundo do mar, a equipe registrou tensões de até 0,95 volt na superfície de nódulos individuais.

E, quando vários nódulos são agrupados, a tensão pode ser muito maior, assim como quando baterias são conectadas em série. E apenas 1,5 volt, a mesma tensão de uma pilha AA, é suficiente para dividir a água do mar e produzir o oxigênio.

“Parece que descobrimos uma ‘geobateria’ natural,” disse Franz Geiger, membro da equipe. “Essas geobaterias são a base para uma possível explicação da produção de oxigênio escuro no oceano.”

Contudo, em vez de ampliar o interesse na mineração dos nódulos polimetálicos para criar novas baterias, a equipe alerta que o papel desempenhado por esses depósitos minerais na produção de oxigênio na verdade acende uma luz de alerta sobre a conveniência de minerá-los.

“Em 2016 e 2017, biólogos marinhos visitaram locais que foram minerados na década de 1980 e descobriram que nem mesmo as bactérias haviam se recuperado nas áreas mineradas,” disse Geiger. “Em regiões não mineradas, no entanto, a vida marinha floresceu. Ainda não se sabe por que tais ‘zonas mortas’ persistem por décadas. No entanto, isso coloca um grande asterisco nas estratégias de mineração do fundo do mar, uma vez que a diversidade da fauna do fundo do oceano em áreas ricas em nódulos é maior do que nas mais diversas florestas tropicais.”