Op de diepe zeebodem, waar geen licht komt, ontstaat volgens onderzoekers zuurstof. Het is mogelijk een van de opvallendste ontdekkingen in het zee- en biologieonderzoek van de afgelopen decennia.
De vondst kan grote gevolgen hebben als diepzeemijnbouw ooit van de grond komt: het winnen van metalen van de oceaanbodem. Om te begrijpen waarom, helpt een blik terug op de jaren zeventig en tachtig.
Alvast 5 van de belangrijkste punten
- Op de zeebodem liggen knobbels vol mangaan, kobalt, nikkel en lithium.
- In de jaren zeventig en tachtig strandde de mijnbouw op de zeebodem door financiële verliezen.
- De vraag naar batterijen heeft de belangstelling opnieuw aangewakkerd.
- Onderzoekers vonden bij de knobbels zuurstof en vermoeden dat ze werken als natuurlijke batterijen.
- Mijnbouw kan ernstige milieuschade geven, met onbekende gevolgen voor het leven in zee.
Mangaanknobbels
Het draait allemaal om een ongewone, rotsachtige knol die onder verschillende namen bekend is. Meestal heet hij mangaanknobbel. Omdat er meer in zit dan alleen mangaan, spreken onderzoekers ook vaak van een polymetallische knobbel. Zulke knobbels vormen zich meestal op de oceaanbodem en liggen er in sommige gebieden in enorme hoeveelheden.
Welke metalen erin zitten, hangt af van de plek en van hoe ze zijn ontstaan. Mangaan en ijzer zitten er vaak in, maar ze kunnen ook kobalt, nikkel, koper, lithium en veel andere stoffen bevatten. Daar zijn veel mijnbouwbedrijven naar op zoek, vanwege de vraag naar batterijen.
Mijnbouwbedrijven
De knobbels zijn meestal zo groot als een aardappel of een groot ei. Ze liggen los op de zeebodem en zijn dus makkelijk op te pakken.
Daarom zoeken veel bedrijven naar een manier om ze op te halen en te verkopen voor de productie van nieuwe batterijen.
De afgelopen jaren hebben verschillende particuliere bedrijven rechten gekregen om ze op bepaalde plekken te winnen, maar tot nu toe is er niets van gekomen. Hopelijk blijft dat zo, om de redenen die hieronder volgen.
Verklarende woordenlijst
- Polymetallisch: met meerdere soorten metalen erin.
- Elektrolyse: water met elektrische stroom splitsen in zuurstof en waterstof.
- Biodiversiteit: de rijkdom aan verschillende planten- en diersoorten in een gebied.
- Milieuschade: schade aan de natuur door wat mensen doen.
Eerdere pogingen tot mijnbouw
Het is niet de eerste keer dat er belangstelling is voor het mijnen van deze knobbels. In de jaren zeventig wilden ineens veel landen ze van de oceaanbodem halen.
Het idee leek simpel: met een schip en een lange slang haal je de knobbels zo van de bodem. Uit onderzoek weten we dat zulke knobbels op veel plekken voorkomen, in oceanen en ook in meren. Vooral in de buurt van hydrothermale bronnen liggen ze, of op plekken waar zulke bronnen vroeger waren.
Ze liggen meestal op grote diepte, vaak kilometers onder het zeeoppervlak. In sommige gebieden liggen er zoveel dat ze de zeebodem bedekken.
Milieu en biodiversiteit
De knobbels zijn ook een belangrijk onderdeel van het leven op de zeebodem. De biodiversiteit eromheen lijkt hoog. Al in de jaren zeventig en tachtig waren er zorgen over het mijnen ervan. Het werd vergeleken met het afgraven van een koraalrif: veel leefplekken voor dieren zouden verdwijnen, met mogelijk onherstelbare schade.
Begin jaren tachtig stopten de pogingen toch volledig. Dat had puur economische redenen; zorg om het milieu speelde geen rol. Door een plotselinge daling van de metaalprijzen kwamen veel bedrijven op de rand van faillissement. Rond 1982 waren de projecten verlaten.
Langdurige schade
Tussen de jaren zestig en 1984 ging er ongeveer een half miljard dollar in deze ondernemingen verloren, zonder dat er iets aan werd verdiend. Sindsdien hebben verschillende onderzoeksteams uitgezocht wat er met de geraakte gebieden is gebeurd en of ze zich hebben hersteld.
In een van de onderzochte gebieden waren de gemeenschappen van micro-organismen na 26 jaar nog maar gedeeltelijk hersteld. Volledig herstel kan wel vijftig jaar duren. Op sommige plekken was er geen enkel teken van herstel. Dat wijst erop dat de mijnbouw daar zware schade heeft aangericht aan allerlei vormen van leven, schade die misschien nooit meer herstelt.
Hernieuwde belangstelling
Ondanks die uitkomsten is de belangstelling de laatste jaren teruggekomen, door de behoefte aan nieuwe batterijen en tekorten aan bijvoorbeeld lithium. Verschillende bedrijven willen deze ‘aardappels van de oceaan’ opnieuw oogsten. Dat leidde tot nieuw onderzoek.
Een van die studies deed een verrassende ontdekking. Tot ieders verbazing lijken de knobbels flink wat zuurstof te maken.
De verrassende ontdekking
Niemand had dit verwacht. De vondst roept de vraag op hoe het werkt en wat het betekent voor ons beeld van de evolutie en het ontstaan van leven op aarde. Toen wetenschappers de hoeveelheid zuurstof van het zeeoppervlak tot aan de bodem maten, verwachtten ze dat die dieper steeds lager zou worden.
Tot hun verbazing vonden ze juist bij de bodem, op ongeveer vier kilometer diepte, plekken met veel zuurstof. Dat leek nergens op te slaan. Eerst dachten ze aan een fout in de meetapparatuur, maar nieuwe metingen gaven steeds dezelfde uitkomst.
Het idee van de geobatterij
Daarna haalden de onderzoekers knobbels naar boven en deden ze verschillende proeven om te zien of er nog steeds zuurstof ontstond. Dat bleek zo. Dat bracht hen op een opvallende hypothese: de knobbels werken als batterijen, die met hun stroom water splitsen in waterstof en zuurstof. Dat heet elektrolyse.
Op één knobbel maten ze een spanning tot bijna een volt. Liggen er meerdere knobbels bij elkaar, dan kan de spanning hoger oplopen. Daardoor zou er op natuurlijke wijze elektrolyse kunnen plaatsvinden, waarbij zuurstof vrijkomt.
Wat dit betekent voor het leven
Wetenschappers noemen dit “donkere zuurstof”: zuurstof die niet door fotosynthese ontstaat, het proces waarmee planten en algen met zonlicht zuurstof maken. Die zuurstof zou de rijke biodiversiteit in deze gebieden mede kunnen verklaren. Het mijnen van de knobbels kan dus naast milieuschade ook onbekende gevolgen hebben voor het leven in de oceaan.
De vondst doet ook vermoeden dat zulke omstandigheden elders kunnen bestaan. Dat zou iets kunnen zeggen over de kans op complex leven op andere planeten.
Conclusie
Deze ontdekking kan belangrijk zijn voor ons begrip van de evolutie van leven en van de vroegste bronnen van zuurstof op aarde. Ze laat ook zien hoe schadelijk het mijnen van deze knobbels voor het milieu kan zijn. Omdat de ontdekking nog vrij nieuw is, zullen we er de komende jaren meer over leren.
Gerelateerde artikelen
Veelgestelde vragen
Wat zijn mangaanknobbels?
Mangaanknobbels zijn knobbels op de zeebodem met verschillende metalen erin, zoals mangaan, ijzer, kobalt, nikkel, koper en lithium.
Waarom was er in de jaren 1970 en 1980 belangstelling voor diepzeemijnbouw?
Bedrijven zagen geld in de metalen uit de knobbels. De pogingen stopten toen de metaalprijzen daalden en de verliezen opliepen.
Hoe maken mangaanknobbels zuurstof?
Onderzoekers vermoeden dat mangaanknobbels werken als natuurlijke batterijen. Met hun spanning zouden ze water kunnen splitsen in waterstof en zuurstof; dat heet elektrolyse. Bij de knobbels maten ze verrassend veel zuurstof.
