Es improbable que los nódulos metálicos en el fondo marino profundo puedan producir oxígeno en la oscuridad total
Un estudio de 2024 que afirmaba haber descubierto una fuente de oxígeno completamente nueva en las profundidades marinas —denominada "oxígeno oscuro"— era defectuoso, inconsistente con investigaciones anteriores y "fundamentalmente contrario a la termodinámica", argumentan los críticos en un nuevo artículo de opinión.
A pesar de esta resistencia, los investigadores responsables del estudio de 2024 anunciaron recientemente que en mayo desplegarán robots en el lecho marino entre México y Hawái para confirmar los hallazgos y determinar qué está causando el fenómeno.
Pero incluso sin esta nueva investigación, "tenemos pruebas más que suficientes para refutar todas sus afirmaciones [de los críticos]", declaró Andrew Sweetman, autor principal del estudio, profesor y líder del grupo de investigación de ecología y biogeoquímica del fondo marino en la Asociación Escocesa de Ciencias Marinas (SAMS).
Según Sweetman, parte de esta evidencia está actualmente en proceso de revisión para su publicación en la revista Nature Geoscience, donde se publicó el estudio original.
El estudio de 2024 propuso que los grumos metálicos del tamaño de una patata que se encuentran en el fondo marino profundo podrían separar el agua de mar mediante electrólisis para producir oxígeno oscuro, llamado así porque no hay luz involucrada en la reacción sugerida.
Si el descubrimiento resiste un análisis riguroso, cambiará radicalmente nuestra comprensión de la producción natural de oxígeno, desafiará la idea generalizada de que el fondo marino profundo es un sumidero de oxígeno y planteará preguntas clave sobre el origen de la vida en la Tierra.
Sin embargo, en el artículo de opinión los críticos afirman que los métodos del estudio eran cuestionables y que los investigadores no aportaron pruebas suficientes para respaldar sus extraordinarias afirmaciones.
"Descargamos los datos y volvimos a graficarlo todo", dijo Anders Tengberg, coautor del artículo de opinión. "Todo apunta en contra de que esto sea correcto", declaró Tengberg, gerente de producto y asesor científico de la empresa de tecnología del agua Aanderaa-Xylem e investigador de la Universidad de Gotemburgo en Suecia.
Imagen: Comparación de los flujos de oxígeno del fondo marino medidos in situ mediante cámaras bentónicas desplegadas en zonas ricas en nódulos polimetálicos.
Al parecer, los autores del estudio de 2024 no ventilaron adecuadamente sus equipos de medición una vez que aterrizaron en el fondo marino, según declararon Tengberg y Per Hall, coautor del artículo de opinión y profesor emérito de ciencias marinas en la Universidad de Gotemburgo, en una entrevista conjunta.
Como resultado, el oxígeno atrapado dentro del equipo puede haber distorsionado las concentraciones de gas medidas en el fondo marino, un efecto no deseado sobre el que Tengberg, Hall y sus colegas advirtieron en un estudio de 2021.
Incluso si Sweetman y sus colegas hubieran medido correctamente las concentraciones de oxígeno en su estudio, el mecanismo que propusieron para explicar cómo se producía el oxígeno a partir de los grumos metálicos, también conocidos como nódulos polimetálicos, no tiene sentido, afirmó Angel Cuesta Ciscar, profesor de electroquímica y química física en la Universidad de Aberdeen en Escocia y coautor del artículo de opinión.
"Esa explicación de cómo se forma es simplemente imposible, porque viola las leyes de la termodinámica", declaró Cuesta Ciscar. "La termodinámica nos dice qué es posible y qué no lo es si las leyes del universo son como creemos que son. Hasta ahora, en cuatro siglos de ciencia, nadie ha podido demostrar que las leyes de la termodinámica no se aplican".
Artefacto experimental
Sweetman y sus colegas extrajeron sus conclusiones iniciales de experimentos que llevaron a cabo en la Zona Clarion-Clipperton (CCZ), una gigantesca llanura abisal de entre 4.000 y 6.000 metros de profundidad en el Océano Pacífico Norte, entre México y Hawái. La CCZ está repleta de nódulos polimetálicos, que son acumulaciones de cobalto, níquel, manganeso y otros metales fundamentales para la producción de baterías y productos electrónicos, lo que convierte a la zona en un objetivo para las empresas de exploración minera submarina.
Los investigadores recibieron financiación para el estudio de The Metals Company, una empresa canadiense de minería submarina, y de UK Seabed Resources, una filial de la división británica de Lockheed Martin que se centra en la minería submarina.
Sin embargo, los resultados, publicados en lo que los autores del artículo de opinión denominaron "un momento crítico en el desarrollo de las regulaciones internacionales para la minería en aguas profundas", implicaban que la extracción de nódulos polimetálicos podría tener peores impactos en el ecosistema de lo que se creía anteriormente.
Imagen: La zona Clarion-Clipperton, en el océano Pacífico Norte, está repleta de grumos metálicos denominados nódulos polimetálicos. (Crédito de la imagen: Servicio Geológico de Estados Unidos)
El estudio describió emisiones constantes de oxígeno desde el lecho marino que Sweetman y sus colegas atribuyeron a nódulos polimetálicos. Específicamente, los investigadores propusieron que la diferencia de potencial eléctrico entre los iones metálicos dentro de los nódulos podría provocar una redistribución de electrones, desencadenando una carga que podría separar el agua de mar en hidrógeno y oxígeno.
El resultado inicialmente parecía significativo, pero cuando Tengberg y sus colegas lo analizaron más detenidamente, "quedó claro que no podía ser cierto", dijo.
Sweetman utilizó cámaras especiales para medir las concentraciones de oxígeno en el fondo marino, las cuales debían ser enjuagadas con agua del fondo antes de que comenzara el monitoreo para evitar la contaminación con burbujas de gas provenientes de la parte superior de la columna de agua. Esto significa que las lecturas de oxígeno dentro de las cámaras deberían ser similares al comienzo de cada experimento, pero son "muy variables", dijo Tengberg.
"Hay que iniciar las incubaciones en cámara con una composición del agua del fondo igual —idéntica— a la del agua del fondo circundante fuera de las cámaras", dijo Hall, y añadió que las mediciones iniciales de oxígeno de Sweetman fueron sistemáticamente más altas que las concentraciones de oxígeno del fondo que se suelen obtener en la CCZ. "Eso es una clara señal de que no realizaron buenas incubaciones en cámara y que sus flujos de oxígeno no son fiables".
Tradicionalmente, los experimentos en las profundidades marinas que utilizan cámaras de incubación también miden otros gases para obtener una imagen clara del entorno y su química, pero Sweetman y sus colegas no proporcionaron estos datos, dijo Tengberg. Cabe destacar que ningún estudio previo ha encontrado producción de oxígeno a partir de nódulos polimetálicos en el fondo marino, escribieron Tengberg y sus colegas en el artículo de opinión.
Imagen derecha: Los nódulos polimetálicos son ricos en cobalto, níquel y manganeso, que se utilizan para fabricar baterías y componentes electrónicos.
El estudio de 2024 no presentó datos de "experimentos de control negativo", que en este caso habrían consistido en incubaciones sin nódulos polimetálicos para confirmar la ausencia de producción de oxígeno cuando no hay nódulos presentes, escribieron los críticos. Pero según el artículo de opinión y un documento preliminar de 2024 publicado en el servidor Earth ArXiv, que aún no ha sido revisado por pares, estos datos existen y demuestran la producción de oxígeno incluso en ausencia de nódulos.
"Esto sugiere firmemente que la producción de oxígeno es un artefacto experimental", afirmó Hall. Añadió que el aumento podría deberse a burbujas de oxígeno que quedaron atrapadas y se disolvieron gradualmente dentro de las cámaras tras alcanzar el fondo marino y permanecer allí sin ventilación.
Electrólisis del agua de mar
Los electroquímicos que formaron parte del equipo que redactó el artículo de opinión aportaron argumentos adicionales sobre por qué es improbable que los nódulos polimetálicos sean una fuente de oxígeno en el fondo marino profundo.
En primer lugar, argumentaron que la electrólisis del agua de mar requiere una significativa cantidad de energía y no puede producirse de forma espontánea. Además, señalaron que Sweetman y sus colegas no identificaron una fuente de energía lo suficientemente grande como para generar una carga eléctrica y disociar el agua de mar.
"La explicación que proponen Sweetman y sus colaboradores equivale a sugerir que la energía se crea de la nada, o, si se prefiere, que las cosas suben espontáneamente en lugar de bajar", dijo Cuesta Ciscar. "Sabemos que la energía en el universo es constante y que no se crea de la nada".
El estudio tampoco proporcionó mediciones de concentración de hidrógeno que respaldaran la idea de la electrólisis del agua de mar. Por cada molécula de oxígeno producida por la electrólisis del agua, también se forman dos moléculas de hidrógeno, por lo que la presencia de hidrógeno es un indicador inequívoco de la reacción.
"Supongo que se trata simplemente de un error honesto que no se ha reconocido", dijo Cuesta Ciscar.
En respuesta a los argumentos del artículo de opinión, Sweetman afirmó que ni él ni su equipo pueden responder de manera sustancial hasta que Nature Geoscience (NG) concluya la revisión de sus pruebas adicionales. "Si la refutación en NG es rechazada, por supuesto que enviaremos una respuesta al artículo de Frontiers", declaró.
Los investigadores se están preparando para una expedición de primavera a la Zona Clarion-Clipperton (CCZ), donde desplegarán dos módulos de aterrizaje altamente especializados para identificar con exactitud cómo se produce el oxígeno oscuro. El proyecto está financiado por la Fundación Nippon, una organización privada japonesa que promueve la labor humanitaria, la diplomacia y el desarrollo marítimo industrial.
La búsqueda de oxígeno oscuro continúa, pero muchos expertos dudan que conduzca a algo sustancial, dijo Hall. "No creemos en esto", afirmó. "Espero que Nature Geoscience retire el artículo".
El articulo de opinión fue publicado en diciembre de 2025 en la revista Frontiers in Marine Science: Extraordinary claims require extraordinary evidence: evaluating nodule-associated dark oxygen production
