ออกซิเจนมืด (Dark Oxygen) ก้อนโลหะใต้ทะเลลึกที่ไม่มีแสงเหล่านี้กับคำถามที่ว่ามันสามารถสร้างออกซิเจนได้ด้วยตัวเองได้จริงหรือไม่
เรื่องราวของออกซิเจนมืด (Dark Oxygen) เริ่มที่การถูกค้นพบโดยศาสตราจารย์แอนดรูว์ สวีตแมน ผู้นำทีมวิจัยจากสมาคมวิทยาศาสตร์ทางทะเลแห่งสกอตแลนด์ และทีมงานตั้งแต่ปี 2013 พวกเขาพบก้อนหินสีดำปริศนาในก้นทะเลลึกกว่า 4,000 เมตร แต่ช่วงแรก แอนดรูว์ ไม่ได้สนใจก้อนโลหะเหล่านี้ เนื่องจากพวกเขาถูกสอนมาว่า ออกซิเจนที่มนุษย์หายใจกว่า 50% มาจากมหาสมุทร ซึ่งมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสงจากพืชทะเลเท่านั้น
ต่อมา มีนักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่า ก้อนโลหะเหล่านี้สามารถผลิตออกซิเจนได้เหมือนแบตเตอรี่ จึงนำมาสู่การทดลองในห้องทดลอง โดยมีการเก็บตัวอย่างก้อนโลหะขนาดเท่าๆ กับหัวมันฝรั่งจำนวนหนึ่งมาศึกษาและวัดแรงดันไฟฟ้าในหินแต่ละก้อน ก่อนจะพบว่า แต่ละก้อนมีแรงดันไฟฟ้าพอๆ กับถ่านขนาด AA ซึ่งแรงดันไฟฟ้านั้นมากพอที่จะแยกโมเลกุลนํ้าทะเลออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนได้ เป็นที่มาของการผลิตออกซิเจนในหินใต้ทะเล
ทั้งนี้ ชื่อ ออกซิเจนมืด หรือ Dark Oxygen นั้น ไม่ได้หมายความถึงการมีสีดำ แต่คือออกซิเจนที่เกิดมาจากความมืด ในทางวิทยาศาสตร์มักใช้กับวัตถุลึกลับที่มีปริศนาหลายอย่าง จึงเติมคำว่าดาร์กเข้าไป เช่น Dark Hole (หลุมดำ) เป็นต้น โดยออกซิเจนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจากก้อนโลหะสีเข้มพบมากในบริเวณทะเลลึกระหว่างเม็กซิโกและฮาวาย
อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คาดว่า ออกซิเจนมืด เกิดขึ้นจากการที่ก้อนโลหะใต้ทะเลเหล่านี้ไปเกาะตามเปลือกหอยและเศษซากอื่นๆ ซึ่งอาจต้องกระบวนการที่ใช้เวลาหลายล้านปี โดยนักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่า ผ่านกระบวนการผลิตออกซิเจนของ ออกซิเจนมืด ที่เรียกว่า อิเล็กโทรลิซิส (Electrolysis) ที่ไม่ต้องการแสงอาทิตย์และกระบวนการชีวภาพ ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต เป็นกระบวนการลักษณะเดียวกับที่เกิดขึ้นบนดวงจันทร์และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ในอวกาศ
ความสำคัญต่อสิ่งแวดล้อม
สิ่งที่น่าสนใจหลังการค้นพบ ออกซิเจนมืด ในมหาสมุทรแปซิฟิก คือ การเกิดก๊าซออกซิเจนที่ไม่ได้มาจากสิ่งมีชีวิตตามข้อสันนิษฐานดั้งเดิมทางวิทยาศาสตร์ ที่ว่า ก๊าซออกซิเจน เกิดจากการสังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthesis) ในแพลงก์ตอนพืช (Phytoplankton) อย่างไซยาโนแบคทีเรีย (Cyanobacteria) หรือสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินซึ่งเป็นแหล่งผลิตออกซิเจนสำคัญของโลกในยุคเริ่มแรก
ทว่า ออกซิเจนมืด มีกระบวนการที่ต่างออกไป กับการสร้างออกซิเจนจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ซึ่งกระบวนการนี้ถูกขับเคลื่อนโดยประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าบนพื้นผิวของก้อนเนื้อ ซึ่งปัจจุบันมหาสมุทรกำลังเผชิญกับการขาดออกซิเจน มีภาวะทะเลเป็นกรด ซึ่งเป็นผลกระทบจากโลกร้อน
ดังนั้น ก้อนออกซิเจนมืด อาจเป็นหนึ่งในเครื่องมือธรรมชาติที่ช่วยเติมออกซิเจนมหาสมุทรในอนาคตได้ เพียงแต่ยังต้องการการวิจัยศึกษาอย่างละเอียดถึงผลกระทบที่เกิดขึ้น หากมีการเคลื่อนย้ายก้อนโลหะเหล่านี้ออกไปเป็นจำนวนมาก ว่าจะส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศใต้ทะเลลึกหรือไม่ อีกทางหนึ่งคือการทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์เพื่อสร้าง ก้อนออกซิเจนมืด เพิ่มเติมให้กับท้องทะเลพื้นที่อื่นๆ
นอกจากนี้ ความสามารถของ ออกซิเจนมืด ในการผลิตก๊าซออกซิเจนไม่ว่าจะอยู่ใต้น้ำทะเลหรือบนบก ก็อาจถูกนำมาพัฒนาเพื่อใช้ในการแก้ปัญหามลพิษทางอากาศและฟื้นฟูสิ่งแวดล้อมด้วยก็ได้
ปัญหาจากอุตสาหกรรมเหมืองใต้ทะเลและแบตเตอรี่
สิ่งที่น่ากังวลคือ การวิจัยออกซิเจนมืด ได้รับทุนสนับสนุนบางส่วนจาก The Metals Company (TMC) ซึ่งเป็นบริษัทที่วางแผนจะยื่นขอใบอนุญาตการทำเหมืองใต้ทะเลลึก (Deep sea mining) ที่เป็นหนึ่งในโครงการวิจัยใต้ทะเลลึกที่ครอบคลุมที่สุดในประวัติศาสตร์ มีค่าใช้จ่ายในการประเมินสิ่งแวดล้อมมากกว่า 200 ล้านดอลลาร์สหรัฐ
ปัจจุบันทางบริษัทกําลังโต้แย้งผลการค้นพบออกซิเจนมืดในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature Geoscience เมื่อเดือนกรกฎาคมที่ผ่านมา ซึ่งได้พาดพิงคํากล่าวอ้างของบริษัทว่าการทำเหมืองใต้ทะเลลึกมหาสมุทรจะเป็นทางเลือกที่อันตรายน้อยกว่าการขุดบนบก
โดยการที่ก้อนโลหะเหล่านี้ประกอบไปด้วยแร่สำคัญอย่าง ลิเทียม โคบอล ทองแดง ฯ บริษัทขุดแร่หลายแห่งจึงมีแผนจะเก็บมันขึ้นมาใช้ประโยชน์ หรือต้องการที่จะทำเหมืองแร่ใต้ทะเล
นักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมต่างกังวลว่า การนำออกซิเจนมืดขึ้นมาใช้งานมากๆ อาจกระทบกับกระบวนการผลิตออกซิเจนใต้ทะเลลึก รวมถึงส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลที่ต้องการออกซิเจนจากก้อนโลหะเหล่านี้ในการดำรงชีวิต การวิจัยจึงควรตีกรอบในเรื่องของการศึกษาต้นกำเนิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตหรือการสร้างออกซิเจนในอวกาศ มากกว่าที่จะมุ่งไปที่อุตสาหกรรมพลังงาน
ขณะเดียวกัน แม้ว่าออกซิเจนมืดจะปลุกให้อุตสาหกรรมเหมืองแร่ในทะเลบริเวณทวีปอเมริกาเหนือกลับมาคึกคักอีกครั้ง แต่สิ่งที่น่ากังวลนอกจากเรื่องปัญหาสิ่งแวดล้อมแล้ว ในแง่ของการแบ่งปันพื้นที่สำรวจ ศึกษา และใช้ประโยชน์ใต้ทะเลก็อาจกลายเป็นปัญหาทางภูมิรัฐศาสตร์ในอนาคต เนื่องจากพื้นที่ดังกล่าวคาบเกี่ยวกับหลายประเทศ หากไม่มีการทำข้อตกลงอย่างเป็นทางการ อาจเกิดความเสียหายครั้งใหญ่ต่อก้อนโลหะที่เป็นความหวังใหม่ด้านพลังงงานสะอาดของโลก
สืบค้นและเรียบเรียง สิทธิโชติ สุภาวรรณ์
ภาพจาก Science Photo Library
อ้างอิง
อ่านเพิ่มเติม : พบ “ออกซิเจนมืด” ใต้ทะเลลึก 4 กม. ท้าทายทฤษฎีกำเนิดชีวิต
