Dunkler Sauerstoff: Roboter sollen jetzt das Tiefsee-Rätsel lösen

Ab Mai suchen Roboter in der Tiefsee nach "dunklem Sauerstoff". Die Expedition soll klären, ob Metallknollen wie natürliche Batterien wirken. Bestätigt sich die Theorie, hätte das massive Folgen für den geplanten Tiefseebergbau.

Jagd nach dem "dunklen Sauerstoff"

Eine wissenschaftliche Expedition wird im kommenden Mai den Meeresgrund ansteuern, um ein geochemisches Rätsel endgültig zu klären: Produziert der Ozeanboden in völliger Dunkelheit Sauerstoff? Wie unter anderem Nature berichtet, entsenden Forscher dafür spezialisierte Roboter-Lander in die sogenannte Clarion-Clipperton-Zone im Pazifik.

Ziel des Vorhabens ist es, die im Jahr 2024 gemachten und kontrovers diskutierten Beobachtungen von "dunklem Sauerstoff" zu verifizieren. Das Projekt wird von der Nippon Foundation mit 5,2 Millionen Dollar (rund 4,34 Millionen Euro) gefördert. Prof. Andrew Sweetman (SAMS) arbeitet an einem der neuen Tiefseeroboter Die ursprüngliche Entdeckung durch das Team von Andrew Sweetman von der Scottish Association for Marine Science (SAMS) stellte ein biologisches Dogma infrage. Bis dahin galt die wissenschaftliche Annahme, dass Sauerstoff auf der Erde primär durch Fotosynthese entsteht - ein Prozess, der in 4000 Metern Tiefe mangels Sonnenlicht unmöglich ist.

Sweetman und sein Team fanden jedoch Hinweise darauf, dass polymetallische Knollen, besser bekannt als Manganknollen, Sauerstoff direkt am Meeresgrund freisetzen könnten. Die faustgroßen Brocken könnten somit eine entscheidende Rolle für das Leben in der Tiefsee spielen.

Skepsis der Industrie und Messfehler

Die Rückschlüsse der Forschung sind weitreichend, insbesondere für den kommerziellen Tiefseebergbau. Unternehmen wie "The Metals Company" treiben Pläne voran, die Knollen im industriellen Maßstab abzubauen. Die Formationen enthalten wertvolle Rohstoffe wie Kobalt, Nickel und Mangan, die essenziell für die Produktion von Elektroauto-Batterien sind. Sollte sich bestätigen, dass die Knollen für die Sauerstoffversorgung der dortigen Fauna unverzichtbar sind, müsste die Umweltverträglichkeit des Abbaus völlig neu bewertet werden.

Kritiker aus der Industrie zogen die Ergebnisse von 2024 umgehend in Zweifel. In einer Stellungnahme argumentierten Wissenschaftler im Auftrag von "The Metals Company", dass die gemessenen Sauerstoffwerte auf Lufteinschlüsse in den Messinstrumenten zurückzuführen seien und nicht auf eine biologische oder chemische Produktion.


Sweetman wies das allerdings zurück (via New Scientist) zurück: "Wir benutzen diese Instrumente seit 20 Jahren und hatten nie Blasen." Die neue Mission soll diese Zweifel nun durch verbesserte Sensorik und redundante Messverfahren ausräumen.

Die Theorie der natürlichen Batterien

Die Forscher vermuten, dass die Metallschichten der Knollen wie eine natürliche Batterie funktionieren. An der Oberfläche einzelner Knollen konnten Spannungen von bis zu 0,95 Volt gemessen werden. Um Meerwasser mittels Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, ist theoretisch eine Spannung von 1,23 Volt nötig. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass eine serielle Anordnung oder Clusterbildung der Knollen im Sediment die energetische Hürde überwinden kann.

Um diese Theorie zu beweisen, sind die neuen Tiefseeroboter (Lander), die bis zu 11 km tief tauchen können, mit hochsensiblen Sensoren ausgestattet. Sie messen nicht nur den Sauerstofffluss, sondern überwachen präzise den pH-Wert der Umgebung. Da bei der Elektrolyse Protonen freigesetzt werden, müsste das Wasser in unmittelbarer Nähe der Knollen saurer werden. Ein lokaler Abfall des pH-Werts wäre somit ein starker Indikator für den vermuteten elektrochemischen Prozess.

Ergänzend dazu werden Sedimentkerne entnommen, um biologische Faktoren nicht vorschnell auszuschließen. Jeff Marlow von der Boston University erklärt, man wolle prüfen, ob sie aktiv sind und ihre Umgebung auf interessante und wichtige Weise gestalten. Parallel dazu simulieren Laborexperimente die extremen Verhältnisse der Tiefsee unter einem Druck von rund 405 bar (400 Atmosphären).

Erste Ergebnisse der Expedition werden bereits für Juni erwartet. Sollte sich die Produktion von dunklem Sauerstoff bestätigen, dürften die Diskussionen um Genehmigungen für den Tiefseebergbau neu entflammen.

Was haltet ihr von der Theorie der "natürlichen Batterien" am Meeresgrund? Wir sind gespannt auf eure Einschätzungen zum Thema Tiefseebergbau in den Kommentaren.


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