En studie skapte i sommer overskrifter i norske og internasjonale medier. 

Forskere rapporterte om at de hadde oppdaget oksygenproduksjon på havbunnen i tidsskriftet Nature Geoscience. 

I så fall finnes det en annen kilde til oksygenproduksjon på planeten enn fotosyntese. 

Forskerne brukte et instrument som senkes ned til bunnen og innkapsler havbunn og sjøvann. Til vanlig synker oksygennivået i vannet over tid i slike eksperimenter, fordi mikroorganismer forbruker det. 

Men da forskerne gjorde målinger i Clarion-Clipperton-sonen i Stillehavet, skjedde det motsatte. Oksygeninnholdet steg. 

I området er det såkalte noduler eller knoller. Dette er klumper som er rike på metaller og som ligger strødd på havbunnen. 

Noen selskaper er interesserte i å hente opp slike mangaknoller og utvinne metaller fra dem – metaller som blant annet kan brukes i batterier.  

Men kanskje fungerer nodulene selv som et naturlig batteri. 

Hypotesen i studien er at nodulene kan skape nok spenning til å splitte vann via elektrolyse og slik danne hydrogen og oksygen.

Ikke overbevist 

En av dem som leste artikkelen med interesse i sommer, var Lars-Kristian Trellevik, CSOO i det norske selskapet Adepth Minerals, som retter seg mot utvinning av havbunnsmineraler. 

– Da denne artikkelen kom ut, var det spennende sommerlesning. Men det var en del ting vi stusset over, sier Trellevik, som har tatt doktorgrad om havbunnsmineraler. 

Trellevik og to kollegaer har nå publisert en kritisk artikkel om studien. 

– Vi er fagfolk i forskjellige disipliner som er interesserte i å forstå dyphavet og ressursene der. Vi er fokusert på norsk sokkel. Denne artikkelen handler om noduler, en ressurs vi ikke har i norske havområder, så vi er på ingen måte berørt av det  artikkelen handler om.

Hvorfor ble det produsert oksygen?  

I artikkelen trekker Trellevik og kollegene frem flere ting som de mener svekker studiens troverdighet. 

Noe av det de reagerer på, er en tallverdi som er oppgitt i artikkelen som indikerer at oksygenproduksjonen skjer jevnt.

Trellevik viser til at økningen i oksygen kan ha kommet av at den stille havbunnen ble forstyrret eller at det var oksygen i utstyret da måleinstrumentet ble satt ned. Deretter gikk oksygennivået nedover, slik man forventer. 

- Dataene indikerer en forstyrrelse av systemet, synlig i alle målinger. Etter en økning i oksygen i starten, returnerer det til det normalt observerte forbruket av oksygen slik det rapporteres i alle andre tilsvarende studier vi er kjent med.

- At det er en oksygenproduksjon, og ikke en annen form for tilgjengeliggjøring eller introduksjon av oksygen, kan vi ikke lese ut ifra disse dataene, sier Trellevik. 

Stemmer at oksygenet dalte igjen

Andrew Sweetman er professor ved Scottish Association for Marine Science og ledet studien om mørkt oksygen. 

Han sier til forskning.no at han egentlig ikke svarer på artikler som ikke har vært fagfellevurdert, men gjør likevel et unntak.

Sweetman er enig i at oksygenproduksjonen ikke var lineær og at det nettopp var en økning de første 24 timene og deretter mindre de neste 24 timene.

Derfor advarte han og kollegene i artikkelen mot å oppskalere resultatene, for eksempel fra å gjelde fra en kvadratmeter til en kvadratkilometer, sier Sweetman. De skrev at produksjonen ikke økte jevnt og lineært og kanskje ikke var kontinuerlig.

Tallverdien for produksjon var noe de ble bedt om å regne ut av en av dem som fagfellevurderte artikkelen, forteller Sweetman. 

Han påpeker at selve målingene ikke startet før tre til 24 timer etter at instrumentet hadde landet på havbunnen. De begynte ikke å måle med en gang landeren forstyrret bakken. Men det er mulig at oksygenproduksjonen startet da landeren virvlet vekk gjørme som dekket noen områder av nodulene, ifølge Sweetman. 

Målte ikke hydrogen

Adepth Minerals er også kritiske til at forskerne ikke målte om det ble dannet hydrogen. Hvis det er elektrolyse som står bak økningen i oksygen, må det også dannes hydrogen. 

– En naturlig kontrollmekanisme vil da være å måle hydrogen på samme måte som  man måler oksygen, sier Trellevik. 

– At det ikke er gjort, er noe vi ser på som litt uvanlig. I forskning og statistikk ønsker vi kontrolldata for det vi måler. I alle fall om man skal sannsynliggjøre en såpass konkret hypotese som denne artikkelen tar mål av seg å gjøre.

Andrew Sweetman svarer at de ikke har målt hydrogen.

 – I desember i fjor var jeg i Chicago og gjorde elektrokjemiske målinger. Det var først da jeg innså at disse nodulene potensielt er elektrokjemiske oksygenprodusenter på grunn av spenningene vi målte, sier han.

– På dette punktet var det ikke flere sjanser til å dra ut på sjøen for å teste om hydrogen ble generert. 

Sweetman håper de kan måle hydrogen i nye eksperimenter.

Han legger til at oksygenproduksjonen er hovedfunnet i artikkelen. 

– At oksygenet hovedsakelig dannes via elektrolyse, er kun en hypotese, men dette må testes videre.

Artikkelen er skrevet som «brief communication», som er et av formatene hos Nature.

- Vi skrev ikke en fullstendig artikkel, fordi vi da ville ha trengt solide bevis på at det er sjøvannelektrolyse, sier Sweetman.

Var det nok spenning? 

Trellevik og kollegaene peker også på at forskerne oppgir 0,95 volt som høyeste verdi på en av nodulene. Den høyeste målingen ser ut til å være langt lavere, mener de. 

– Om 0,95 volt er målt, er det ifølge artikkelen fortsatt ikke nok strøm til at elektrolyse kan skje, sier Trellevik. 

Elektrolysen kan skje ved 1,23 volt, ifølge artikkelen om mørkt oksygen. 

Andrew Sweetman svarer at de målte 0,95 volt eller 952 millivolt og at det ikke var en enestående høy måling. Denne informasjonen er lagt ved artikkelen som datagrunnlag. De målte også 722, 485 og 600 millivolt. 

Det er mulig at flere noduler som ligger sammen, kan danne høy nok spenning, sier  Sweetman. 

– Det blir som at du putter et batteri i en lommelykt og den ikke virker. Du putter inn ett til, og lommelykten virker. 

– Vi nådde ikke de 1,23 volt som kreves for elektrolyse av sjøvann. Men hvis du legger vanlige steiner i sjøvann og tester spenningen, er det ingenting der. Du legger disse nodulene i sjøvann, og du tester nesten én volt. Det er noe veldig interessant ved disse nodulene som må utforskes videre. 

Men Trellevik påpeker at problemet med å vise til tabellen med ekstra-data, er at dette ifølge beskrivelsen er ukorrigerte data – de er ikke korrigert mot bakgrunnsspenning. Dataene som er korrigerte, viser lavere verdier. Dette viser at spenningsnivået var langt under det er nødvendig for elektrolyse, fastholder Trellevik.

Savner noe å sammenligne med

Trellevik savner også kontrolldata, altså data fra havbunn uten noduler fra tilsvarende sted. 

Adepth Minerals stiller dessuten spørsmål ved om spenningen kan ha kommet fra et annet sted enn fra nodulene. 

– Jordfeil er for eksempel relativt vanlig på elektriske undervanns-instrumenter, sier Trellevik. 

Hvis en elektrisk feil skapte elektrolyse, ville dataene for oksygenproduksjonen sett annerledes ut, sier Sweetman. 

Det ville blitt produsert like mye oksygen i hvert forsøk, og økningen ville vært konstant i 48 timer, som er så lenge dette instrumentet var slått på. Oksygenproduksjonen ville ikke ha flatet ut. 

Sweetman minner om at de også så oksygenproduksjon i eksperimenter der noduler lå i friskt sjøvann i mørket i 48 timer på laboratoriet. 

– Det var ingen elektrisk feil der. 

Han viser en video av bobler som strømmer ut fra en slik svart nodul som ligger i vann. 

– I ti år har jeg avvist dataene

Sweetman sier han har jobbet med denne typen eksperimenter i flere år og også har  30 år med data fra andre forskeres eksperimenter. 

– Disse studiene viste at oksygennivået synker i områder hvor det ikke er noduler. 

Sweetman så økning i oksygenkonsentrasjon i et havbunnsområde med noduler for første gang i 2013. Han har sett det flere ganger siden: i 2015, 2018, 2021 og 2022. 

– I ti år har jeg avvist dataene. Jeg har vært igjennom disse tankeprosessene igjen og igjen og har kommet til at det er noe som foregår. Dette skyldes ikke feil med eksperimentene eller instrumentene. Vi vet ikke akkurat hva årsaken er, men hypotesen er sjøvannselektrolyse. 

Hevder de tar feil om første oksygen

Adepth Minerals kritiser også den avsluttende setningen i studien, som viser til at resultatet kan kaste lys over biologisk evolusjon og tilførsel av oksygen til atmosfæren. 

Det er usannsynlig at oksider, som manganknollene består av, kunne blitt dannet uten oksygen, ifølge Adepth Minerals. Mørkt oksygen kan dermed ikke ha bidratt til å tilføre det første oksygenet til atmosfæren. 

Setningen i studien «indikerer enten en dyp misforståelse eller tilsiktet feilrepresentasjon av den geologiske og kjemiske konteksten», skriver Adepth Minerals. 

– Hvis det ikke var noen metalloksider avsatt på den tiden, men en lignende prosess var mulig gjennom andre type avsetninger, ville det vært interessant å tenke på hvordan resultatene våre kunne relatere seg til det, det er alt jeg sier, sier Sweetman.

– Alt dette hadde vi tenkt på fra før

Trellevik understreker at de kun har sett på dataene som presenteres i den aktuelle artikkelen. Det som presenteres, synes han og kollegene blir for svakt. 

– Når denne typen revolusjonerende funn kommer, åpnes alles øyne, og det blir veldig spennende. Men da mener vi at denne artikkelen faller igjennom, det er et  avvik mellom den sensasjonspregede overskriften og det artikkelen faktisk sier.

Andrew Sweetman sier at Trellevik og kollegene har noen interessante tanker.

– Men alt dette hadde vi tenkt på fra før. 

Referanser: 

Andrew K. Sweetman, m. fl.: «Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor», Nature Geoscience, 22. juli 2024.

Alden Denny, Werner Svellingen & Lars-Kristian Trellevik: «Critical Examination of "Evidence of Dark Oxygen Production at the Abyssal Seafloor" by Sweetman et al. in Nat. Geosci. 1–3 (2024), »

LES OGSÅ

Slik kan verdiene på havbunnen hentes opp:

– Det er en gullgruve der ute

Forskere frykter at jakten på gull i havet skal kvele svamper