La scoperta di "ossigeno oscuro" sul fondale marino è "fondamentalmente in contrasto con la termodinamica" e dovrebbe essere ritrattata, affermano gli esperti. / 'Dark oxygen' discovery on the seafloor is 'fundamentally at odds with thermodynamics' and should be retracted, experts say
La scoperta di "ossigeno oscuro" sul fondale marino è "fondamentalmente in contrasto con la termodinamica" e dovrebbe essere ritrattata, affermano gli esperti. / 'Dark oxygen' discovery on the seafloor is 'fundamentally at odds with thermodynamics' and should be retracted, experts say
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
In un recente articolo di opinione, scienziati marini ed elettrochimici hanno elencato una serie di motivi per cui è improbabile che i noduli metallici sul fondale marino profondo possano produrre ossigeno nell'oscurità totale.
Secondo i critici, in un nuovo articolo di opinione, uno studio del 2024 che affermava di aver scoperto una fonte di ossigeno completamente nuova nelle profondità marine, soprannominata "ossigeno oscuro", presentava delle lacune, era incoerente con le ricerche precedenti e "fondamentalmente in contrasto con la termodinamica".
Nonostante queste resistenze, i ricercatori autori dello studio del 2024 hanno recentemente annunciato che a maggio dispiegheranno dei robot sul fondale marino tra il Messico e le Hawaii per confermare i risultati e determinare la causa del fenomeno.
Ma anche senza questa nuova indagine, "abbiamo prove più che sufficienti per smentire tutte le loro [degli oppositori] affermazioni", ha dichiarato a Live Science via e-mail Andrew Sweetman, autore principale dello studio, professore e responsabile del gruppo di ricerca sull'ecologia dei fondali marini e la biogeochimica presso la Scottish Association for Marine Science. Alcune di queste prove sono attualmente in fase di valutazione per la pubblicazione sulla rivista Nature Geoscience, dove è stato pubblicato lo studio originale, ha aggiunto Sweetman.
Lo studio del 2024 ha ipotizzato che grumi metallici delle dimensioni di una patata, presenti sul fondale marino profondo, potrebbero scindere l'acqua di mare tramite elettrolisi per produrre ossigeno oscuro, così chiamato perché la reazione ipotizzata non coinvolge la luce. Se la scoperta dovesse essere confermata, cambierebbe radicalmente la nostra comprensione della produzione naturale di ossigeno, metterebbe in discussione l'idea diffusa che il fondale marino profondo sia un serbatoio di ossigeno e solleverebbe interrogativi fondamentali sull'origine della vita sulla Terra.
Ma nell'articolo di opinione, pubblicato nel dicembre 2025 sulla rivista Frontiers in Marine Science, i critici affermano che i metodi dello studio erano discutibili e che i ricercatori non hanno fornito prove sufficienti a sostegno delle loro affermazioni straordinarie.
"Abbiamo scaricato i dati e rielaborato tutto", ha affermato Anders Tengberg, coautore dell'articolo di opinione. "Tutto sembra contraddire questa ipotesi", ha dichiarato Tengberg, product manager e consulente scientifico presso l'azienda di tecnologie idriche Aanderaa-Xylem e ricercatore presso l'Università di Göteborg, in Svezia, a Live Science.
A quanto pare, gli autori dello studio del 2024 non hanno ventilato adeguatamente le loro apparecchiature di misurazione una volta che queste sono approdate sul fondale marino, hanno affermato Tengberg e Per Hall, coautore dell'articolo di opinione e professore emerito di scienze marine all'Università di Göteborg, in un'intervista congiunta. Di conseguenza, l'ossigeno intrappolato all'interno delle apparecchiature potrebbe aver falsato le concentrazioni di gas misurate sul fondale marino, un effetto indesiderato contro il quale Tengberg, Hall e colleghi avevano messo in guardia in uno studio del 2021.
Anche se Sweetman ed i suoi colleghi avessero misurato correttamente le concentrazioni di ossigeno nel loro studio, il meccanismo da loro proposto per spiegare la produzione di ossigeno da parte di questi agglomerati metallici, noti anche come noduli polimetallici, non ha senso, ha affermato Angel Cuesta Ciscar, professore di elettrochimica e chimica fisica all'Università di Aberdeen in Scozia e coautore dell'articolo di opinione.
"Quella spiegazione sulla sua formazione è semplicemente impossibile, perché viola le leggi della termodinamica", ha dichiarato Cuesta Ciscar a Live Science. " La termodinamica ci dice cosa è possibile e cosa non è possibile se le leggi dell'universo sono quelle che pensiamo siano. Finora, in quattro secoli di scienza, nessuno è stato in grado di dimostrare che le leggi della termodinamica [non si applicano]".
"Manufatto sperimentale"
Sweetman ed i suoi colleghi hanno tratto le loro conclusioni originali da esperimenti condotti nella Zona Clarion-Clipperton (CCZ), una gigantesca piana abissale ad una profondità compresa tra 4.000 e 6.000 metri nell'Oceano Pacifico settentrionale, tra il Messico e le Hawaii. La CCZ è disseminata di noduli polimetallici, ovvero accumuli di cobalto, nichel, manganese ed altri metalli fondamentali per la produzione di batterie e componenti elettronici, il che rende l'area un obiettivo per le compagnie di esplorazione mineraria in acque profonde.
I ricercatori hanno ricevuto finanziamenti per lo studio da The Metals Company, un'azienda canadese specializzata nell'estrazione mineraria in acque profonde, e da UK Seabed Resources, una filiale della divisione britannica di Lockheed Martin focalizzata sull'estrazione mineraria in acque profonde. Tuttavia, i risultati, pubblicati in quello che gli autori dell'articolo di opinione hanno definito "un momento critico nello sviluppo delle normative internazionali per l'estrazione mineraria in acque profonde", suggeriscono che l'estrazione di noduli polimetallici potrebbe avere un impatto sull'ecosistema peggiore di quanto si pensasse in precedenza.
Lo studio ha descritto emissioni costanti di ossigeno dal fondale marino che Sweetman ed i suoi colleghi hanno attribuito a noduli polimetallici. Nello specifico, i ricercatori hanno ipotizzato che la differenza di potenziale elettrico tra gli ioni metallici all'interno dei noduli potrebbe portare ad una ridistribuzione degli elettroni, innescando una carica in grado di scindere l'acqua di mare in idrogeno ed ossigeno.
Inizialmente il risultato sembrava significativo, ma quando Tengberg ed i suoi colleghi lo hanno esaminato più attentamente, "è diventato chiaro che non poteva essere vero", ha affermato. Sweetman ha utilizzato delle camere speciali per misurare le concentrazioni di ossigeno sul fondale marino, che devono essere lavate con acqua di fondo prima dell'inizio del monitoraggio per evitare la contaminazione con bolle di gas provenienti dagli strati superiori della colonna d'acqua. Ciò significa che le letture dell'ossigeno all'interno delle camere dovrebbero essere simili all'inizio di ogni esperimento, ma sono "molto variabili", ha detto Tengberg.
"Bisogna iniziare le incubazioni in camera con una composizione dell'acqua di fondo uguale, identica, a quella dell'acqua di fondo esterna alle camere", ha affermato Hall, aggiungendo che le misurazioni iniziali dell'ossigeno effettuate da Sweetman erano costantemente superiori alle concentrazioni di ossigeno di fondo solitamente riscontrate nella CCZ. "Questo è un chiaro segno che non hanno eseguito correttamente le incubazioni in camera e che i loro flussi di ossigeno... non sono affidabili."
Tradizionalmente, gli esperimenti nelle profondità marine che utilizzano incubazioni in camera misurano anche altri gas per ottenere un quadro chiaro dell'ambiente e della sua chimica, ma Sweetman ed i suoi colleghi non hanno fornito questi dati, ha affermato Tengberg. In particolare, nessuno studio precedente ha rilevato la produzione di ossigeno da noduli polimetallici sul fondale marino, hanno scritto Tengberg ed i suoi colleghi nell'articolo di opinione.
Lo studio del 2024 non ha presentato dati provenienti da "esperimenti di controllo negativo", che in questo caso sarebbero stati incubazioni senza noduli polimetallici per confermare l'assenza di produzione di ossigeno in assenza di noduli, hanno scritto i critici. Ma secondo l'articolo di opinione ed un documento preliminare del 2024 sul server Earth ArXiv, non ancora sottoposto a revisione paritaria, questi dati esistono e dimostrano la produzione di ossigeno anche in assenza di noduli.
"Questo suggerisce fortemente che la produzione di ossigeno sia un artefatto sperimentale", ha affermato Hall. L'aumento potrebbe essere dovuto a bolle di ossigeno rimaste intrappolate e gradualmente disciolte all'interno delle camere dopo aver raggiunto il fondale marino ed averle lasciate lì senza ventilazione, ha aggiunto.
Elettrolisi dell'acqua di mare
Gli elettrochimici del gruppo che ha redatto l'articolo di opinione hanno fornito ulteriori argomenti a sostegno della tesi secondo cui i noduli polimetallici difficilmente possono essere una fonte di ossigeno sul fondale marino profondo.
Innanzitutto, secondo quanto hanno sostenuto, l'elettrolisi dell'acqua di mare richiede una notevole quantità di energia e non può avvenire spontaneamente. Inoltre, Sweetman ed i suoi colleghi non hanno individuato una fonte di energia sufficientemente grande da generare una carica elettrica e scindere l'acqua di mare.
"La spiegazione proposta da Sweetman e dai suoi collaboratori equivale a suggerire che l'energia venga creata dal nulla, o, se preferite, che le cose salgano spontaneamente invece di scendere", ha affermato Cuesta Ciscar. "Sappiamo che l'energia nell'universo è costante e non viene creata dal nulla."
Lo studio non ha inoltre fornito misurazioni della concentrazione di idrogeno a supporto dell'ipotesi dell'elettrolisi dell'acqua di mare. Per ogni molecola di ossigeno prodotta dall'elettrolisi dell'acqua, si formano anche due molecole di idrogeno, quindi la presenza di idrogeno è un segno inequivocabile della reazione.
"Credo si tratti semplicemente di un errore in buona fede che non è stato riconosciuto", ha affermato Cuesta Ciscar.
In risposta alle argomentazioni contenute nell'articolo di opinione, Sweetman ha affermato che lui ed il suo gruppo non possono replicare in modo significativo finché la revisione delle loro ulteriori prove non sarà conclusa da Nature Geoscience (NG). "Se la confutazione da parte di NG verrà respinta, ovviamente presenteremo una risposta all'articolo di Frontiers", ha dichiarato.
I ricercatori si stanno preparando per una spedizione primaverile nella CCZ, dove dispiegheranno due lander altamente specializzati per identificare con precisione come si produce l'ossigeno oscuro. Il progetto è finanziato dalla Nippon Foundation, un'organizzazione privata giapponese che promuove attività umanitarie, diplomazia e sviluppo industriale marittimo.
La ricerca dell'ossigeno oscuro continua, ma molti esperti dubitano che porterà a risultati concreti, ha affermato Hall. "Non ci crediamo", ha dichiarato. "Spero che Nature Geoscience ritiri l'articolo."
ENGLISH
In a recent opinion article, marine scientists and electrochemists listed a number of reasons why it's unlikely that metallic nodules on the deep seafloor could produce oxygen in total darkness.
Despite this pushback, the researchers behind the 2024 study recently announced that they will deploy robots to the seafloor between Mexico and Hawaii in May to confirm the findings and determine what's causing the phenomenon.
But even without this new investigation, "we have more than enough evidence to quash all their [critics'] statements," study lead author Andrew Sweetman, a professor and leader of the seafloor ecology and biogeochemistry research group at the Scottish Association for Marine Science, told Live Science in an email. Some of this evidence is currently under review for publication in the journal Nature Geoscience, where the original study was published, Sweetman said.
The 2024 study proposed that potato-size metallic lumps on the deep seafloor could split seawater through electrolysis to make dark oxygen, so called because there is no light involved in the suggested reaction. If the discovery stands up to scrutiny, it will radically change our understanding of natural oxygen production, challenge the widespread idea that the deep seafloor is an oxygen sink, and raise key questions about the origin of life on Earth.
But in the opinion article, published in December 2025 in the journal Frontiers in Marine Science, critics say the study's methods were questionable and the researchers didn't provide enough evidence to support their extraordinary claims.
"We downloaded the data and replotted everything," said Anders Tengberg, co-author of the opinion article. "Everything just speaks against this being correct," Tengberg, a product manager and scientific adviser at the water technology company Aanderaa-Xylem and a researcher at the University of Gothenburg in Sweden, told Live Science.
It appears that the authors of the 2024 study didn't ventilate their measuring equipment properly once it landed on the seafloor, Tengberg and Per Hall, co-author of the opinion article and a professor emeritus of marine science at the University of Gothenburg, said in a joint interview. As a result, oxygen trapped inside the equipment may have skewed the gas concentrations measured at the seafloor — an unwanted effect that Tengberg, Hall and colleagues cautioned against in a 2021 study.
Even if Sweetman and his colleagues had measured oxygen concentrations correctly in their study, the mechanism they gave for how oxygen was produced by the metallic lumps, also known as polymetallic nodules, doesn't make sense, said Angel Cuesta Ciscar, a professor of electrochemistry and physical chemistry at the University of Aberdeen in Scotland and co-author of the opinion article.
"That explanation of how it's formed is simply impossible, because it violates the laws of thermodynamics," Cuesta Ciscar told Live Science. "Thermodynamics tells you what's possible and what's not possible if the laws of the universe are what we think they are. Until now, there's nobody in four centuries of science that has been able to show that the laws of thermodynamics [do not apply]."
"Experimental artifact"
Sweetman and his colleagues drew their original conclusions from experiments they conducted in the Clarion-Clipperton Zone (CCZ), a gigantic abyssal plain 13,000 to 20,000 feet (4,000 to 6,000 meters) deep in the North Pacific Ocean between Mexico and Hawaii. The CCZ is littered with polymetallic nodules, which are accretions of cobalt, nickel, manganese and other metals that are critical to produce batteries and electronics, making the area a target for deep-sea mining exploration companies.
The researchers received funding for the study from The Metals Company, a Canadian deep-sea mining firm, and UK Seabed Resources, a subsidiary of the British arm of Lockheed Martin that focuses on deep-sea mining. Yet the results, published at what the authors of the opinion article called "a critical juncture in the development of international regulations for deep-sea mining," implied that mining polymetallic nodules could have worse impacts on the ecosystem than previously understood.
The study described steady emissions of oxygen from the seabed that Sweetman and his colleagues attributed to polymetallic nodules. Specifically, the researchers proposed that the difference in electric potential between metal ions within the nodules could lead to a redistribution of electrons, triggering a charge that could split seawater into hydrogen and oxygen.
The result initially seemed significant, but when Tengberg and his colleagues looked closer, "it became clear that it could not have been true," he said. Sweetman used special chambers to measure oxygen concentrations at the seafloor that must be flushed with bottom water before monitoring starts to avoid contamination with gas bubbles from higher up in the water column. This means that oxygen readings inside the chambers should be similar at the start of each experiment, but they are "all over the place," Tengberg said.
"You have to start your chamber incubations with bottom water composition equal — identical — to the ambient bottom water outside the chambers," Hall said, adding that Sweetman's starting oxygen measurements were consistently higher than bottom oxygen concentrations usually obtained in the CCZ. "That is a clear sign that they did not do good chamber incubations and that their oxygen fluxes … cannot be trusted."
Traditionally, experiments in the deep sea using chamber incubations also measure other gases to get a clear picture of the environment and its chemistry, but Sweetman and his colleagues did not provide this data, Tengberg said. Notably, no previous study has found oxygen production from polymetallic nodules at the seafloor, Tengberg and his colleagues wrote in the opinion article.
The 2024 study did not present data from "negative control experiments," which in this case would have been incubations without polymetallic nodules to confirm an absence of oxygen production when nodules aren't present, the critics wrote. But according to the opinion article and a 2024 preprint paper on the server Earth ArXiv that has not been peer-reviewed, this data exists — and it shows oxygen production even in the absence of nodules.
The 2024 study did not present data from "negative control experiments," which in this case would have been incubations without polymetallic nodules to confirm an absence of oxygen production when nodules aren't present, the critics wrote. But according to the opinion article and a 2024 preprint paper on the server Earth ArXiv that has not been peer-reviewed, this data exists — and it shows oxygen production even in the absence of nodules.
"This strongly suggests that the oxygen production is an experimental artifact," Hall said. The increase may have resulted from oxygen bubbles that got trapped and gradually dissolved inside the chambers after they reached the seafloor and sat there unventilated, he added.
Seawater electrolysis
Electrochemists on the opinion-article team gave additional arguments for why polymetallic nodules are unlikely to be a source of oxygen at the deep seafloor.
For one, seawater electrolysis requires a significant amount of energy and cannot proceed spontaneously, they argued. And Sweetman and his colleagues did not identify a source of energy big enough to generate an electric charge and split seawater, they said.
"The explanation that Sweetman and his collaborators are proposing is equivalent to suggesting that there is energy being created out of nothing, or, if you want, that things go uphill spontaneously, instead of going downhill," Cuesta Ciscar said. "We know that the energy in the universe is constant, and it's not being created out of nothing."
The study also provided no hydrogen concentration measurements to support the idea of seawater electrolysis. For each oxygen molecule produced by water electrolysis, two hydrogen molecules also form, so the presence of hydrogen is a telltale sign of the reaction.
"There's just, I would expect, an honest error that has not been recognized," Cuesta Ciscar said.
In response to the arguments in the opinion article, Sweetman said he and his team cannot reply meaningfully until the review of their additional evidence concludes at Nature Geoscience (NG). "If the rebuttal at NG is rejected we will of course submit a response to the Frontiers piece," he said.
The researchers are now preparing for a spring expedition to the CCZ, where they will deploy two highly specialized landers to identify exactly how dark oxygen may be produced. The project is funded by the Nippon Foundation, a private organization in Japan that promotes humanitarian work, diplomacy and industrial maritime development.
The search for dark oxygen continues, but many experts doubt it will lead to anything substantial, Hall said. "We don't believe in this," he said. "I hope that Nature Geoscience retracts the paper."
Da:
https://www.livescience.com/health/diagnostic-dilemma-a-man-went-to-the-doctor-for-a-bad-uti-and-learned-he-had-an-extra-kidney?utm_term=0D44E3E5-72C8-4F2E-A2B4-93C82DC78FB4&lrh=e4e2966485d78112a6060535462dd7377ffa0f1e6368288dc8552dcea7aac778&utm_campaign=368B3745-DDE0-4A69-A2E8-62503D85375D&utm_medium=email&utm_content=91243C09-C2A1-4189-9A0D-EEEFDE76B3EF&utm_source=SmartBrief
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