Тёмный кислород: как океанское дно нарушает законы фотосинтеза

На глубине около четырёх километров, в полной темноте океанского дна, учёные зафиксировали неожиданное явление: уровень кислорода там не снижался, как ожидалось, а оставался стабильным или даже медленно увеличивался. Этот эффект получил название «тёмный кислород» и поставил под сомнение привычное представление о том, что кислород может возникать только благодаря фотосинтезу.

Что учёные называют «тёмным кислородом»

Термин «тёмный кислород» обозначает молекулярный кислород, обнаруженный в условиях полной темноты — там, где солнечный свет полностью отсутствует. В отличие от привычного кислорода, связанного с фотосинтезом растений и водорослей, этот O₂ фиксируется в абиссальных зонах океана, на глубинах порядка 3–4 километров.

Явление было зафиксировано в зоне Кларион–Клиппертон — обширной области в центральной части Тихого океана. Во время экспериментов с изолированными донными камерами исследователи ожидали увидеть постепенное уменьшение концентрации кислорода из-за дыхания микроорганизмов. Однако приборы зафиксировали не снижение, а стабильный или даже медленно растущий уровень O₂, что указывало на наличие неизвестного источника.

Полиметаллические конкреции и их необычная роль

В центре внимания оказались полиметаллические конкреции — округлые минеральные образования, которыми покрыты огромные участки океанского дна. Они состоят преимущественно из соединений марганца и железа, а также содержат никель, кобальт, медь и другие металлы. Из-за сложного химического состава такие конкреции иногда образно сравнивают с примитивными батареями или называют естественными электрохимическими элементами.

Согласно одной из ведущих гипотез, между различными минералами в составе конкреций и окружающей морской водой может возникать разность электрических потенциалов. Эти микроскопические электрохимические процессы теоретически способны приводить к расщеплению молекул воды и высвобождению кислорода — без участия света и фотосинтеза, а возможно, и без прямого участия живых организмов.

Гипотеза, а не окончательный ответ

Важно подчеркнуть, что на начало 2026 года этот механизм остаётся гипотезой. Исследования, проведённые в 2023–2024 годах, в том числе работы группы Эндрю Свитмана, указывают на возможный абиотический характер процесса, но не исключают участия хемосинтезирующих микроорганизмов. Такие микробы могут использовать минералы как источник энергии, а кислород в этом случае может быть побочным продуктом их метаболизма.

Именно сочетание геохимических и биологических факторов сейчас рассматривается как наиболее вероятное объяснение наблюдаемого эффекта.

Почему это открытие важно

Даже если тёмный кислород образуется в крайне малых количествах, сам факт его существования меняет представления о кислородном цикле в океане. Глубоководные экосистемы, которые долгое время считались химически пассивными и бедными на источники энергии, оказываются гораздо сложнее, чем предполагалось ранее.

Открытие также имеет значение для теорий происхождения жизни. Если кислород может появляться в тёмных и экстремальных условиях, это расширяет возможные сценарии формирования аэробных форм жизни на ранней Земле — не только в освещённых поверхностных водах, но и в глубинных нишах океана.

Энергия будущего или научное предупреждение

Несмотря на громкие заголовки, тёмный кислород не рассматривается как практический источник энергии. Все зафиксированные процессы чрезвычайно слабы и связаны с медленными естественными реакциями, которые невозможно масштабировать или контролировать в технологическом смысле.

Зато открытие имеет серьёзное экологическое значение. Полиметаллические конкреции давно рассматриваются как потенциальный объект глубоководной добычи. Если же они участвуют в тонком балансе химических и биологических процессов на дне океана, их массовое извлечение может привести к последствиям, которые мы пока не в состоянии предсказать.

Новый взгляд на глубины планеты

История тёмного кислорода — это напоминание о том, насколько мало мы знаем о процессах, происходящих в глубинах Мирового океана. Там, где раньше ожидали увидеть лишь медленно умирающую среду, обнаруживаются активные, пусть и тонкие, механизмы, способные менять химический облик планеты.

Интересный факт: зона Кларион–Клиппертон по площади сопоставима с Европейским союзом и считается одной из крупнейших областей океанского дна, покрытых полиметаллическими конкрециями. Именно поэтому она стала ключевой площадкой для исследований, которые сегодня меняют наше понимание океана и его роли в истории жизни на Земле.