Intet sted på Jorden er fri for menneskelig indflydelse - ikke engang bunden af de dybeste skyttegrave i havet.
Rejelignende critters fra tre vestlige Stillehavsgrave blev fundet til at knaske på mad, der synker ned fra overfladen, hvilket efterlader en unik kemisk underskrift fra årtier gamle atombomptest i kroppen af dybhavsskaldyrene. Resultaterne, der for nylig blev offentliggjort i Geophysical Research Letters, hjælper ikke kun havforskere med at finde ud af, hvordan disse bundboere overlever, men understreger også dybderne, som menneskehedens indflydelse kan trænge ind i.
Dybhavsgrave er muligvis blandt de mindst udforskede kroge på Jorden. Den dybeste af disse, Mariana-grøften i Stillehavet, når ned til ca. 36.000 fod under havets overflade. (Mount Everest kunne sidde i bunden, og dens topmøde ville stadig ligge under mere end en kilometer vand.) I bunden svæver temperaturerne lige over frysning, og vandet udøver et tryk, der er mere end 1.000 gange, som det føltes ved overfladen.
"Biologisk betragtes [ocean] skyttegraver som de mest uberørte levesteder på Jorden, " siger Weidong Sun, en geokemiker ved Institut for Oceanologi i Kina og medforfatter til den nye undersøgelse. ”Vi er interesseret i, hvordan livet overlever dernede, hvad dets fødekilde er, og om menneskelige aktiviteter har nogen indflydelse.”
Lanceola clausi, tyrhundens amfipod, en sjælden dybhavsart fanget under 1.000 meter. (Russ Hopcroft / Universal History Archive / UIG via Getty Images) I disse mørke dybder er en af de mest almindelige critters den rejerlignende amfipod, en familie af krebsdyr, der fanger havbunden for mad. Hvor den mad kommer fra er et spørgsmål om debat. Potentielle kilder inkluderer skaller, der slynger sig op fra Jordens indre, næringsrige sediment, der glider ned ad stejle grøftvægge eller velsmagende detritus, der skiver ned fra overfladen.
En nylig række dybhavs-amfipoder bød Sol og kolleger en chance for at løse dette marine mysterium. Ved hjælp af agnede fælde høstede to kinesiske forskningsskibe i 2017 amfipoder fra tre skyttegrave i det vestlige Stillehav, inklusive den berømte Mariana-grøft. Suns team analyserede kemisk amfipodernes muskelvæv og tarmindhold og fandt forhøjede niveauer af kulstof-14, en tung variant af kulstof. Niveauerne stemte tæt overens med de overflader, der findes nær havets overflade, hvor mængden af kulstof-14 er højere end sædvanligt takket være atombomptest udført for mere end et halvt århundrede siden.
Kulstof findes i et par forskellige varianter baseret på hvor mange neutroner, der er fyldt i dets atomkerne. Cirka en ud af hver billion billioner carbonatomer på Jorden har to ekstra neutroner. Denne form, kendt som carbon-14, forekommer naturligt takket være høje hastighed atompartikler fra dybt rum, der smugler ind i nitrogenatomer. Men i midten af det 20. århundrede fordoblet mennesker mængden af kulstof-14 i atmosfæren.
Ifølge Det Internationale Atomenergiagentur detonerede USA og Sovjetunionen (med lidt hjælp fra Det Forenede Kongerige og Frankrig) fra 1945 til 1963 næsten 500 atombomber, hvoraf 379 eksploderede i atmosfæren. Disse test øgede mængden af kulstof-14 dramatisk på vores planet. Testforbudstraktaten fra 1963 stoppede de fleste atmosfæriske og undervandsforsøg, og kulstof-14 niveauer i atmosfæren startede en langsom tilbagevenden til det normale - skønt de stadig er højere end før-nukleare niveauer - som havvand og landbaseret liv absorberet kulstof fra luften.
Denne stadige nedgang i kulstof-14, som har en halveringstid på ca. 5.730 år, er blevet et nyttigt redskab til at finde ud af alder og kilde til organisk stof. Gennem enhver organisms liv griber det fast til kulstof i miljøet. Når organismen dør, stopper denne udveksling. Ved at måle, hvor meget kulstof der er i form af kulstof-14, kan forskere bestemme, hvornår en organisme døde.
Forskellige steder på Jorden har også meget varierende fortegnelser over kulstof-14. Organisk materiale inde fra planeten er stort set fri for kulstof-14. Sedimenter fra havgrøftvægge har også meget lave niveauer. Men materiale fra havoverfladen spejler de relativt høje mængder i atmosfæren.
I muskelvævet fra de høstede amfipoder var kulstof-14-niveauer tæt matchende overfladeforekomster fra 2004 til 2007, hvilket antyder, at disse væsner lever i mere end et årti. Deres kusiner nær overfladen lever typisk i kun to år. Den frisk fordøjede mad i amfipodernes tarme havde i mellemtiden kulstof-14 niveauer svarende til dem, der findes i moderne overfladeprøver, hvilket antyder, at overfladeflaske hurtigt rykker ned til de dybeste skyttegrave, hvor amfipoderne tørklæder det ned.
Et kort over Mariana-grøften med Challenger Deep-mærket, det dybeste kendte punkt i havet med en dybde på cirka 36.000 fod. (Kmusser via Wikicommons CC BY 2.5) Mens atombombenunderskriften er registreret et par miles nede i det vestlige Atlanterhav, har ingen set det som disse dybder før. ”Dette er bare interessant, da alle kommer ud, ” siger Robert Key, en Princeton oceanograf, der ikke var involveret i denne undersøgelse. Han påpeger, at carbon-14-niveauer, der starter ca. en kilometer under overfladen af det nordlige Stillehav, nøje stemmer overens med, hvordan atmosfæren så ud før bombetestene. ”Den høje kulstof-14 [i amfipoderne] kunne kun komme fra mad, der er kommet ned fra toppen, ” siger han.
Mængden af materiale, der er skabt i atombombenforsøg højt på himlen, fundet i kropperne af dybboende amfipoder, understreger en meget intim forbindelse mellem menneskelig aktivitet og de mest isolerede områder af havet.
”Dette er virkelig usædvanlige resultater, men jeg er ikke overrasket, ” siger Timothy Shank, en forsker ved Woods Hole Oceanographic Institution. ”Fra 25 år med udforskning og forskning i dybhavsøkosystemer finder jeg, at deres forbindelse til os er tættere, end vi nogensinde har troet.” Toiletter og brusere lurer to miles nede, siger han, mens plast- og metalaffald har dukket op i mere end 30 dybhavskanoner ud for USAs østkyst.
Og dette er ikke første gang, at forskere har set skyttegrav, der beskæftiger sig med menneskehedens affald. Et papir fra 2017 i Nature Ecology & Evolution rapporterede, at amfipoder fra to vestlige Stillehavsgrave indeholdt forhøjede niveauer af de industrielle forurenende stoffer PCB, der engang var vidt brugt i elektroniske enheder, og PBDE, en brandhæmmer. I nogle Mariana Trench-amfipoder var PCB-niveauer op til 50 gange højere end niveauerne, der findes i krabber fanget nær Liaohe-floden, en af de mest forurenede floder i Kina.
Sol og kolleger er ikke færdige med deres amfipoder eller det rige økosystem, der blomstrer i disse undervands canyons. ”Der er masser af væsener i de meget dybe, meget mørke steder, ” siger Sun. "Vi vil forstå, hvordan økosystemet håndterer menneskelig aktivitet ... og hvordan systemet reagerer på denne tunge forurening fra overfladen."
