Pilas inagotables

El oxígeno oscuro

Crédito: Kirt L. Onthank

El océano es, todavía hoy, el gran desconocido de nuestro planeta. Los océanos almacenan más de 40 veces el carbono contenido en la atmósfera, pero esa cifra es más bien una apuesta. Si es usted climatólogo, no se la tome en serio, porque está basada en mediciones muy superficiales. En realidad, nadie sabe con certeza cuánto CO2 hay a grandes profundidades. Y esas enormes masas de agua abarcan un 83% de la superficie de la Tierra.

Lo mismo sucede con el oxígeno. Las expediciones oceanográficas son escasas y poco frecuentes y, más allá de los 200 m de profundidad, el margen de error es sencillamente inaceptable. Esa fue una de las razones por las que, en 2013, el oceanógrafo Andrew Sweetman se internó en aguas del océano Pacífico, en una vasta extensión comprendida entre Hawaii y México. Quería averiguar cuánto oxígeno consumen los habitantes del lecho marino a grandes profundidades.

Pero lo que detectaron sus instrumentos no era lo que él esperaba. A 4.000 metros de profundidad, sus sensores indicaban que la concentración de oxígeno no disminuía, sino que aumentaba. Parecía extraño. A partir de los 80 m de profundidad, la oscuridad es ya prácticamente total y la fotosíntesis es, por lo tanto, imposible. ¿De dónde provenía aquel aumento?

Lo primero que pensó fue que los sensores habían fallado, y los envió al fabricante para que los revisara. Pero se los devolvieron intactos. Los instrumentos, le dijeron, funcionaban perfectamente. Sweetman entonces repitió el experimento y se encontró con los mismos resultados. Es absurdo, se dijo. Tenía que seguir investigando.

Y siguió investigando. Durante diez años, desechó instrumentos –algunos de ellos, muy costosos– y repitió las mediciones una y otra vez, minuciosamente. Por fin, se atrevió a publicar sus conclusiones.

Crédito: Anna Sophie

Sweetman ató cabos. Aquella región del subsuelo marino está repleta de nódulos metálicos. Técnicamente hablando, ‘polimetálicos’. Se trata de formaciones de rocas de pequeño tamaño –no más grandes que una patata–, que contienen grandes cantidades de manganeso, hierro, cobalto y otros metales. Aparentemente, sólo ellas podían ser las que producían ese oxígeno.

Y buscó un nombre esotérico: oxígeno oscuro. Es decir, producido en ausencia de luz. El nombre parecía apropiado. A aquellas profundidades es imposible encontrar plantas o algas, y sus habitantes se las arreglan para ‘ver’ lo que hay a su alrededor recurriendo a otros medios.

Los nódulos polimetálicos no se forman de la noche a la mañana. Tardan millones de años en crecer apenas unos centímetros, y hasta entonces nadie podía imaginar que un proceso tan extremadamente lento pudiera producir oxígeno. ¿Cómo lo hacían?

Según Sweetman, por electrólisis.

La electrólisis es un proceso sobradamente estudiado. Si aplicamos una corriente eléctrica a una masa de agua, las moléculas de H2O –dos átomos de hidrógeno unidos a uno de oxígeno– se rompen, y esos dos elementos se separan. Según Sweetman, los nódulos interactúan entre ellos y con el agua del mar, y generan así la corriente eléctrica necesaria. De hecho, sus instrumentos detectaron voltajes de hasta 0’95 V en la superficie de algunos nódulos. (Para que nos hagamos una idea, las pilas AA que compramos en el supermercado generan 1’5 V).

¿Podría entonces suceder que, sumando unos voltajes con otros, los nódulos llegaran a acumular los 1’23 V necesarios para liberar el oxígeno del agua? Sweetman hizo el experimento en un laboratorio con nódulos tomados del fondo marino y comprobó que sí.

Hasta la fecha, al menos, ningún otro experimento ha conseguido reproducir sus resultados, y la propuesta de Sweetman sigue siendo controvertida. Pero, si se confirmara, habría que revisar unas cuantas teorías que hasta hoy se consideraban inamovibles.

Durante miles de millones de años, la Tierra no tenía prácticamente oxígeno libre en su atmósfera ni en sus océanos. Fueron las cianobacterias las que, según la teoría vigente, comenzaron a oxigenar el planeta hace unos 2.700 millones de años. Es lo que los científicos conocen como la ‘gran oxidación’. Fue entonces cuando –según esa misma teoría– surgieron formas de vida más complejas, que aprendieron a extraer energía del oxígeno. Es decir, a respirar.

Las consecuencias de la teoría de Sweetman serían revolucionarias. Si los nódulos del fondo marino pudieran producir oxígeno en ausencia de luz, los primeros seres vivos aeróbicos (es decir, que respiran oxígeno) no habrían aparecido en las aguas superficiales, sino en las oscuras profundidades del océano primigenio.

Encélado

Además, si fuera posible producir oxígeno sin necesidad de luz, la vida podría haber aparecido también en dos lunas de nuestro sistema solar, que contienen océanos líquidos ‘oscuros’, sumergidos bajo gruesas capas de hielo. Concretamente, Encélado (una de las lunas de Saturno) o Europa (la luna de Júpiter; no, en la Europa que está usted evocando ya casi no hay vida).

Desde la publicación de la teoría de Sweetman, los oceanógrafos no terminan de ponerse de acuerdo. Algunos han tratado de replicar el experimento usando vehículos submarinos teledirigidos, pero lo que han observado ha sido justamente lo contrario. Es decir, consumo –no producción– de oxígeno. Otros dudan que unas rocas que llevan millones de años en el fondo del mar puedan seguir generando corriente eléctrica. Desde luego, si eso es cierto, se las cambio por las de mi mando a distancia.

Además, un estudio publicado en 2025 asegura que la hipótesis de la electrólisis transgrede las leyes de la termodinámica, y la revista Nature Geoscience, que había publicado el artículo de Sweetman, comunicó que sus conclusiones estaban siendo revisadas.

En respuesta a las críticas, Sweetman ha matizado algunas de sus afirmaciones. Pero casi todos parecen estar de acuerdo en que sus resultados eran ciertos. El equipo de Sweetman está preparando ya nuevos experimentos más rigurosos, que esta vez medirán también el hidrógeno (uno se pregunta cómo es que no empezaron por ahí). Y varios grupos independientes están tratando de replicar esos mismos experimentos aplicando metodologías diferentes.

No se desconcierte, amigo lector. La ciencia es así: un resultado imprevisible genera siempre más preguntas que respuestas, y pone en marcha otras investigaciones que no terminarán hasta que las cosas se aclaren. Si el oxígeno oscuro resulta ser real, cambiará para siempre nuestra comprensión de la vida en la Tierra. Y, de rebote, en el universo. Pero, si al final todo ha sido un espejismo, nos habrá ayudado a conocer mejor otro pequeño universo que apenas hemos empezado a entender: las profundidades de nuestros océanos.