В 2013 году ученый, занимавшийся исследованиями круговорота углерода на дне океана в области Кларион-Клиппертон, обнаружил, что его дистанционно управляемая платформа с глубины 4 тыс. метров вернулась с пузырьками. Позднее оптодиоды для измерения кислорода, также показали выработку кислорода, в то время как должны были фиксировать его потребление.

Ранее предполагалось, что кислород может вырабатываться исключительно в процессе фотосинтеза, для которого необходим свет, доступный только на поверхности. Однако в 2021 году, благодаря альтернативному методу измерения выработки кислорода, удалось сделать новое открытие: существует так называемый «темный кислород», который образуется таким образом, что солнечный свет ему не нужен. Летом 2024 группа исследователей опубликовали свои результаты в журнале Nature Geoscience.

Открытие «темного кислорода» существенно изменило представление о глубоководных экосистемах и о жизни на Земле в целом. Несмотря на это, остаются невыясненными детали процесса выработки кислорода, объемы его образования и влияние на экологию подводного мира, где он образуется. Ученые предполагают, что одним из возможных источников темного кислорода могут быть полиметаллические конкреции, которые представляют собой образования, похожие на камни, содержащие большое количество различных металлов, в частности, марганец, преобразуя разницу в электрическом потенциале при взаимодействии с морской водой.

Согласно их предположениям, эти электрические процессы, способны расщеплять морскую воду на водород и кислород. Недавнее исследование в Китае подтвердило, что при формировании марганцевых конкреций потенциально может вырабатываться кислород.

Эта работа осуществляется благодаря финансированию от Nippon Foundation. Если удастся доказать, что производство кислорода возможно без фотосинтеза, это открытие существенно изменит представление о потенциальной жизни на других планетах.

Некоторые эксперты из НАСА полагают, что темный кислород может революционизировать представления о том, как может поддерживаться жизнь в океанических мирах, таких как Энцелад и Европа — спутники, которые имеют ледяную кору, что ограничивает проникновение солнечного света в расположенные под ней океаны.

Кроме того, сейчас ведется работа по оценке потенциала темного кислорода в центральной части Тихого океана и разрабатываются специализированные автономные подводные аппараты. Что даст возможность Великобритании осуществить пробоотбор на глубине более 6 тыс. метров.

Эти аппараты будут оснащены специализированным оборудованием для доставки на глубину 11 тыс. метров, где давление превышает одну тонну на 1 см², что равнозначно весу 100 слонов, стоящих на человеке.

Исследования направлены на изучение выделения водорода при образовании темного кислорода и его возможного использования в качестве источника энергии для необычайно обширного сообщества микробов в определенных частях глубоководного океана. Также планируется изучить влияние изменения климата на биологическую активность в глубоководных районах.

Такой проект является первым в своем роде, позволяющим проводить непосредственное исследование процессов в глубоководной среде. Группа исследователей будет изучать морское дно в хадальской зоне, где глубина достигает от 6 до 11 тыс. метров и составляет около 45% всего океана. Эта экосистема, полная глубоководными желобами, на сегодняшний день остается почти неисследованной.

Открытие темного кислорода имеет значительный потенциал для глубоководной горнодобывающей промышленности, при которой извлекаются полиметаллические конкреции, содержащие такие металлы, как марганец, никель и кобальт. Они необходимы для производства литий-ионных аккумуляторов, используемых в электромобилях и мобильных устройствах.

Пока неясно, как развитие этой отрасли скажется на морском дне, но будущие исследования в ближайшие годы помогут ответить на многие вопросы и возможно приведут к лучшему пониманию участков, которые требуют особой защиты от воздействия глубоководной добычи полезных ископаемых.

Ранее ученые предсказали, что в будущем атмосфера снова станет богатой метаном и бедной кислородом. Они предполагают, что это не произойдет еще миллиард лет или около того, но когда изменения произойдут, они случаться довольно быстро. Этот сдвиг вернет планету примерно в то состояние, в котором она находилась до так называемого Великого окислительного события (ВОК), произошедшего около 2,4 млрд лет назад.