# Oxigen fosc

La producció d'oxigen fosc (DOP) es refereix a la generació d'oxigen molecular (O$_2$) mitjançant processos que no impliquen fotosíntesi oxigenada dependent de la llum. Mentre que la majoria de l'oxigen de la Terra és produït per plantes i microorganismes fotosintètics actius mitjançant la fotosíntesi, la DOP es produeix mitjançant una varietat de processos abiòtics i biòtics i pot donar suport al metabolisme aeròbic en ambients foscos i anòxics.

## DOP abiòtic

La DOP abiòtica es pot produir a través de diversos mecanismes, com ara:
* Radiòlisi de l'aigua: aquest procés normalment té lloc en ecosistemes geològics foscos, com els aqüífers, on la descomposició dels elements radioactius a la roca circumdant condueix a la ruptura de les molècules d'aigua, produint O$_{2.}$
* Oxidació de radicals lligats a la superfície: en minerals que contenen silici com el quars, els radicals lligats a la superfície poden patir oxidació, contribuint a la producció d'O$_2$.
A més de la formació directa d'O$_2$, aquests processos sovint produeixen espècies reactives d'oxigen (ROS), com ara radicals hidroxil (OH$^•$), superòxid (O$_2$$^{•-}$) i peròxid d'hidrogen (H$_2$O$_2$). Aquests ROS es poden convertir en O$_2$ i aigua, ja sigui biòticament, mitjançant enzims com la superòxid dismutasa i la catalasa, o abiòticament, mitjançant reaccions amb ferro fèrric i altres metalls reduïts.

## DOP biòtic

La DOP biòtica la realitzen els microorganismes mitjançant diferents processos microbians, que inclouen:
* Dismutació de clorit: Això implica la dismutació de clorit (ClO$_2$$^-$) en ions O$_2$ i clorur.
* Dismutació de l'òxid nítric: implica la dismutació de l'òxid nítric (NO) en O$_2$ i gas dinitrogen (N$_2$) o òxid nitrós (N$_2$O).
* Lisi de l'aigua mitjançant metanobactines: les metanobactines poden lisar les molècules d'aigua per produir O$_{2.}$

## Evidència experimental

Estudis recents han proporcionat evidències convincents per a la DOP en diversos entorns geològics i subsuperficials:
* Ecosistemes d'aigües subterrànies: s'han mesurat les concentracions d'oxigen dissolt en aigües subterrànies antigues que abans es suposava que eren anòxiques. La presència d'O$_2$ s'atribueix a comunitats microbianes capaces de produir oxigen fosc i radiòlisi d'aigua. Les anàlisis metagenòmics i els estudis d'isòtops d'oxigen donen suport a la generació local d'oxigen en lloc de la barreja atmosfèrica.
* Entorns del fons marí: també s'han suggerit proves de DOP al fons oceànic profund, especialment a les regions riques en nòduls polimetàl·lics. Es proposa que aquests nòduls generin suficient corrent elèctric per impulsar l'electròlisi de l'aigua de mar, donant lloc a la producció d'O$_2$.

## Implicacions

Malgrat les seves diverses vies, la DOP s'ha considerat tradicionalment insignificant en els sistemes terrestres. L'evidència recent suggereix que l'O$_2$ es produeix i es consumeix en entorns foscos i aparentment anòxics a una escala molt més gran del que es pensava anteriorment, amb implicacions per als cicles biogeoquímics globals.

## Referències

* ↑ Sutherland, Kevin M.; Hemingway, Jordon D.; Johnston, David T. (en anglès) Geochimica et Cosmochimica Acta, 324, 01-05-2022, pàg. 86–101. Bibcode: 2022GeCoA.324...86S. DOI: 10.1016/j.gca.2022.02.033.
* ↑ Xu, Jie; Sahai, Nita; Eggleston, Carrick M.; Schoonen, Martin A.A. (en anglès) Earth and Planetary Science Letters, 363, 01-02-2013, pàg. 156–167. Bibcode: 2013E&PSL.363..156X. DOI: 10.1016/j.epsl.2012.12.008.
* ↑ Sweetman, Andrew K.; Smith, Alycia J.; de Jonge, Danielle S. W.; Hahn, Tobias; Schroedl, Peter (en anglès) Nature Geoscience, 17, 8, 01-08-2024, pàg. 737–739. DOI: 10.1038/s41561-024-01480-8. ISSN: 1752-0894 [Consulta: free].
* ↑ Ruff, S. Emil; Humez, Pauline; de Angelis, Isabella Hrabe; Diao, Muhe; Nightingale, Michael (en anglès) Nature Communications, 14, 1, 13-06-2023. DOI: 10.1038/s41467-023-38523-4. ISSN: 2041-1723. PMC: 10264387. PMID: 37311764.