Ossigeno senza luce: le profondità oceaniche riscrivono la storia del respiro planetario

Nella primavera del 2026, una delle regioni più misteriose e meno esplorate del pianeta, la Clarion-Clipperton Zone, diventerà il teatro di una missione scientifica senza precedenti. Due veicoli per acque profonde, battezzati «Alice» e «Kaya», saranno calati negli abissi per studiare e spiegare un fenomeno che è già stato definito una delle scoperte più affascinanti dell'ultimo decennio: il Dark Oxygen Production (DOP), ovvero la "produzione di ossigeno oscuro".

L'obiettivo principale della ricerca è comprendere come sia possibile la formazione di ossigeno molecolare in assenza totale di luce solare. A profondità estreme, dove i raggi del sole non arrivano mai, la vita e i processi chimici sembrano seguire regole diverse da quelle osservate in superficie, sfidando le nostre attuali conoscenze biogeochimiche.

La scoperta iniziale del fenomeno DOP risale al 2024, grazie al lavoro pionieristico del team guidato dal professor Andrew Sweetman della Scottish Association for Marine Science. Durante una serie di esperimenti condotti in aree ricche di noduli polimetallici, i ricercatori hanno registrato un aumento inaspettato della concentrazione di O2, smentendo i modelli classici che non ne prevedevano la presenza in tali contesti.

Questo evento ha messo in discussione un pilastro fondamentale della scienza: l'idea che la fotosintesi clorofilliana sia l'unico meccanismo naturale in grado di generare ossigeno sulla Terra. Se l'ossigeno può essere prodotto negli abissi oscuri, l'intera cronologia dell'evoluzione atmosferica e biologica del nostro pianeta potrebbe richiedere una revisione profonda.

Le prove raccolte in laboratorio e sul campo suggeriscono che i noduli polimetallici possano agire come vere e proprie «geo-batterie». A contatto con l'acqua salata dell'oceano, questi depositi minerali sarebbero in grado di generare potenziali elettrici sufficienti a innescare l'elettrolisi dell'acqua, un processo chimico che porta al rilascio di ossigeno puro.

I dati ottenuti sono sorprendenti: in un esperimento specifico nella zona CCZ, la concentrazione di ossigeno nell'acqua è triplicata in sole 48 ore. Gli scienziati ipotizzano che le reazioni elettrochimiche siano catalizzate dagli ossidi di manganese presenti nei noduli, sebbene rimanga aperta l'ipotesi di un coinvolgimento di processi microbici o biochimici ancora ignoti.

Per fare luce su questi meccanismi, i robot «Alice» e «Kaya» — chiamati così in onore delle figlie del professor Sweetman — sono stati progettati per resistere a condizioni estreme. Questi dispositivi possono operare a una pressione 1200 volte superiore a quella atmosferica e scendere fino a 11.000 metri di profondità.

La dotazione tecnologica include sistemi di misurazione autonomi all'avanguardia, come il lander Aquatic Eddy Covariance (AEC). Questo strumento permette di monitorare direttamente i flussi di ossigeno e i traccianti chimici negli ecosistemi bentonici, garantendo la massima precisione senza alterare l'ambiente circostante.

La ricerca si svolge sotto l'egida della Dark Oxygen Research Initiative (DORI), un progetto finanziato dalla Nippon Foundation con un investimento di 4 milioni di sterline. L'iniziativa ha preso ufficialmente il via il 1° febbraio 2025 e si concluderà il 31 gennaio 2028, segnando un triennio di esplorazioni intensive.

Il progetto vanta una collaborazione internazionale di alto livello, coinvolgendo esperti della Boston University e della Northwestern University, tra cui i professori Jeffrey Marlow e Franz M. Geiger. L'importanza della missione è stata riconosciuta anche dalla Commissione Oceanografica Intergovernativa dell'UNESCO, che l'ha inserita nel quadro del Decennio delle Scienze Oceaniche delle Nazioni Unite.

La Clarion-Clipperton Zone, che si estende per circa 4700 chilometri, non è solo un laboratorio scientifico, ma anche un'area di enorme interesse industriale. Si stima che contenga circa 19,59 miliardi di tonnellate di noduli polimetallici, ricchi di nichel e cobalto, materiali strategici per la produzione di batterie e tecnologie di nuova generazione.

Tuttavia, la comprensione del DOP è cruciale per valutare i rischi ecologici legati all'estrazione mineraria sottomarina. Un esperimento storico condotto nel 1979 ha dimostrato che i danni meccanici ai fondali persistono per decenni. Se i noduli giocano un ruolo attivo nel "respiro" dell'oceano, la loro rimozione potrebbe avere conseguenze imprevedibili sugli equilibri degli ecosistemi profondi.

Le implicazioni di questa scoperta si estendono infine all'astrobiologia. La possibilità che l'ossigeno si formi senza luce amplia notevolmente gli scenari sulla potenziale esistenza di vita su altri pianeti o lune ghiacciate. L'oceano profondo smette di essere un semplice serbatoio passivo e si rivela un partecipante attivo nella chimica planetaria, capace di generare le condizioni per la vita dove credevamo regnassero solo buio e pressione.