Ingen steder på jorden er fri for menneskelig påvirkning - ikke engang bunnen av de dypeste skyttergravene i havet.
Reke-lignende krypere fra tre vestlige Stillehavsgrøfter ble funnet å knaske på mat som synker ned fra overflaten, og etterlater en unik kjemisk signatur fra flere tiår gamle kjernefysiske bomptester i kroppene til dyphavs krepsdyr. Funnene, som nylig ble publisert i Geophysical Research Letters, hjelper ikke bare havforskere med å finne ut hvordan disse bunnfolket overlever, men understreker også dybden som menneskets innflytelse kan trenge gjennom.
Dype havgraver kan være blant de minst utforskede krikene på jorden. Den dypeste av disse, Mariana-grøften i Stillehavet, når ned til omtrent 36 000 fot under havoverflaten. (Mt. Everest kunne sitte i bunnen, og toppmøtet vil fremdeles ligge under mer enn en kilometer vann.) I bunnen svever temperaturene like over iskaldt, og vannet utøver et trykk mer enn 1000 ganger det føltes på overflaten.
"Biologisk sett anses [hav] skyttergraver til å være de mest uberørte habitatene på jorden, " sier Weidong Sun, en geokjemist ved Institute of Oceanology i Kina og medforfatter til den nye studien. "Vi er interessert i hvordan livet overlever der nede, hva som er matkilden og om menneskelige aktiviteter har noen innflytelse."
Lanceola clausi, tyrhundens amfipod, en sjelden dyptvannsart fanget under 1000 meter. (Russ Hopcroft / Universal History Archive / UIG via Getty Images) I de mørke dypene er en av de vanligste critters den reke-lignende amfipoden, en familie av krepsdyr som fanger havbunnen for mat. Hvor maten kommer fra er et spørsmål om debatt. Potensielle kilder inkluderer morsler som perkolerer opp fra jordas indre, næringsrike sediment som glir ned bratte grøftvegger, eller velsmakende detritus som skiver ned fra overflaten.
En nylig rekke dybhavs-amfipoder ga Sun og kollegene en mulighet til å løse dette marine mysteriet. Ved bruk av agnede feller høstet to kinesiske forskningsskip i 2017 amfipoder fra tre grøfter i Vest-Stillehavet, inkludert den berømte Mariana-grøften. Suns team analyserte kjemisk amfipodenes muskelvev og tarminnhold og fant forhøyede nivåer av karbon-14, en tung variant av karbon. Nivåene stemte godt overens med overflodene som ble funnet nær overflaten av havet, hvor mengden karbon-14 er høyere enn vanlig takket være kjernefysiske bomptester som ble utført for mer enn et halvt århundre siden.
Karbon kommer i noen få forskjellige varianter basert på hvor mange nøytroner som er fylt inn i atomkjernen. Omtrent ett av hver billion karbonatomer på jorden har to ekstra nøytroner. Denne formen, kjent som karbon-14, forekommer naturlig takket være atompartikler med høy hastighet fra dypt rom som kobber inn i nitrogenatomer. Men på midten av 1900-tallet doblet mennesker mengden karbon-14 i atmosfæren.
Ifølge International Atomic Energy Agency, detonerte USA og Sovjetunionen (med litt hjelp fra Storbritannia og Frankrike) fra 1945 til 1963 nesten 500 atombomber, hvorav 379 eksploderte i atmosfæren. Disse testene økte mengden karbon-14 på planeten vår dramatisk. Testforbudstraktaten fra 1963 stoppet de fleste atmosfæriske tester og undervannsforsøk, og karbon-14-nivåer i atmosfæren startet en sakte tilbake til det normale - selv om de fremdeles er høyere enn pre-atomnivåer - som havvann og landbasert liv absorbert karbon fra luften.
Denne stadige nedgangen på karbon-14, som har en halveringstid på omtrent 5 730 år, har blitt et nyttig verktøy for å finne ut alder og kilde til organisk materiale. Gjennom enhver organisasjons liv, kobles den til karbon i miljøet. Når organismen dør, stopper den utvekslingen. Ved å måle hvor mye karbon som er i form av karbon-14, kan forskere bestemme når en organisme døde.
Ulike steder på jorden har også svært varierende varelager av karbon-14. Organisk materiale fra innsiden av planeten er stort sett fritt for karbon-14. Sedimenter fra havgrøftvegger har også veldig lave nivåer. Men materiale fra havoverflaten speiler de relativt høye mengdene i atmosfæren.
I muskelvevet til de høstede amfipodene stemte karbon-14-nivåene nært med overflateforekomsten fra 2004 til 2007, noe som antyder at disse skapningene lever i mer enn et tiår. Søskenbarnene deres nær overflaten lever typisk i bare to år. Den fersk fordøyede maten i amfipodenes tarm hadde i mellomtiden karbon-14-nivåer som de som ble funnet i moderne overflateprøver, noe som tyder på at overflateflotsam raskt stuper til de dypeste skyttergravene der amfipodene skjerf det.
Et kart over Mariana-grøften med Challenger Deep-merket, det dypeste kjente punktet i havet med en dybde på rundt 36.000 fot. (Kmusser via Wikicommons CC BY 2.5) Mens atombombenes signatur er registrert et par mil nede i Vest-Atlanteren, er det ingen som har sett den som disse dybder før. "Dette er bare interessant når alle kommer seg ut, " sier Robert Key, en oseanograf fra Princeton som ikke var involvert i denne studien. Han påpeker at startende omtrent en kilometer under overflaten av Nord-Stillehavet, samsvarer karbon-14-nivåer tett med hvordan atmosfæren så ut før bombetestene. "Den høye karbon-14 [i amfipodene] kunne bare komme fra mat som er kommet ned fra toppen, " sier han.
Overfloden av materiale som er skapt i atombomptester høyt på himmelen funnet i kroppene til dyptliggende amfipoder, understreker en veldig intim forbindelse mellom menneskelig aktivitet og de mest isolerte rekkevidden av havet.
"Dette er riktignok ekstraordinære resultater, men jeg er ikke overrasket, " sier Timothy Shank, forsker ved Woods Hole Oceanographic Institution. "Fra 25 år med leting og forskning på dyphavs økosystemer synes jeg forbindelsen deres til oss er nærmere enn vi noen gang trodde." Toaletter og dusjer lurer to miles down, sier han, mens søppel av plast og metall har dukket opp i mer enn 30 dypvannskanyer utenfor østkysten av USA.
Og dette er ikke første gang forskere har sett grøftemfipoder som omhandler menneskehetens avfall. En artikkel fra 2017 i Nature Ecology & Evolution rapporterte at amfipoder fra to vestlige Stillehavsgrøfter inneholdt forhøyede nivåer av de industrielle miljøgiftene PCB, en gang mye brukt i elektroniske enheter, og PBDE, en flammehemmende. I noen Mariana Trench-amfipoder var PCB-nivåene så mye som 50 ganger høyere enn nivåene som ble funnet i krabber fanget nær Liaohe-elven, en av de mest forurensede elvene i Kina.
Sol og kolleger er ikke ferdige med amfipodene eller det rike økosystemet som blomstrer i disse undervanns canyons. "Det er mange skapninger på de veldig dype, veldig mørke stedene, " sier Sun. "Vi vil forstå hvordan økosystemet håndterer menneskelig aktivitet ... og hvordan systemet reagerer på denne tunge forurensningen fra overflaten."
