Radioactieve koolstof die vanaf 20 . in de atmosfeer vrijkomt ^e -eeuwse atoombomproeven hebben de diepste delen van de oceaan bereikt, nieuwe onderzoeksvondsten.

Een nieuwe studie in het tijdschrift van AGU Geofysische onderzoeksbrieven vindt het eerste bewijs van radioactieve koolstof van atoombomtests in spierweefsel van schaaldieren die de oceaantroggen van de aarde bewonen, inclusief de Marianentrog, de thuisbasis van de diepste plek in de oceaan.

Organismen aan het oceaanoppervlak hebben deze "bomkoolstof" sinds het einde van de jaren vijftig opgenomen in de moleculen waaruit hun lichaam bestaat. De nieuwe studie vindt dat schaaldieren in diepe oceaantroggen zich voeden met organisch materiaal van deze organismen wanneer het op de oceaanbodem valt. De resultaten tonen aan dat menselijke vervuiling snel het voedselweb kan binnendringen en zijn weg kan vinden naar de diepe oceaan. volgens de auteurs van de studie.

"Hoewel de oceanische circulatie honderden jaren nodig heeft om water met bom [koolstof] naar de diepste geul te brengen, de voedselketen bereikt dit veel sneller, " zei Ning Wang, een geochemicus aan de Chinese Academie van Wetenschappen in Guangzhou, China, en hoofdauteur van de nieuwe studie.

"Er is een zeer sterke interactie tussen het oppervlak en de bodem, in termen van biologische systemen, en menselijke activiteiten kunnen de biosystemen zelfs tot 11 aantasten, 000 meter, dus we moeten voorzichtig zijn met ons toekomstige gedrag, " zei Weidong Sun, een geochemicus aan de Chinese Academie van Wetenschappen in Qingdao, China, en co-auteur van de nieuwe studie. "Het wordt niet verwacht, maar het is begrijpelijk, omdat het wordt gecontroleerd door de voedselketen."

De resultaten helpen wetenschappers ook beter te begrijpen hoe wezens zich hebben aangepast aan het leven in de voedselarme omgeving van de diepe oceaan, volgens de auteurs. De schaaldieren die ze bestudeerden leven onverwacht lang door een extreem trage stofwisseling, waarvan de auteurs vermoeden dat het een aanpassing is aan het leven in deze verarmde en barre omgeving.

Radioactieve deeltjes maken

Koolstof-14 is radioactieve koolstof die van nature ontstaat wanneer kosmische straling in wisselwerking staat met stikstof in de atmosfeer. Koolstof-14 is veel minder overvloedig dan niet-radioactieve koolstof, maar wetenschappers kunnen het in bijna alle levende organismen detecteren en het gebruiken om de ouderdom van archeologische en geologische monsters te bepalen.

Tests met thermonucleaire wapens die in de jaren vijftig en zestig werden uitgevoerd, verdubbelden de hoeveelheid koolstof-14 in de atmosfeer toen neutronen die vrijkwamen uit de bommen reageerden met stikstof in de lucht. De niveaus van deze "bomkoolstof" bereikten een piek in het midden van de jaren zestig en daalden toen de atmosferische kernproeven stopten. Tegen de jaren negentig, koolstof-14-niveaus in de atmosfeer waren gedaald tot ongeveer 20 procent boven hun pre-testniveaus.

Deze bomkool viel snel uit de atmosfeer en vermengde zich met het oceaanoppervlak. Mariene organismen die in de decennia sinds die tijd hebben geleefd, hebben bomkoolstof gebruikt om moleculen in hun cellen te bouwen, en wetenschappers hebben verhoogde niveaus van koolstof-14 in mariene organismen gezien sinds kort nadat de bomtests begonnen.

Het leven op de bodem van de zee

De diepste delen van de oceaan zijn de hadal loopgraven, die gebieden waar de oceaanbodem meer dan 6 kilometer (4 mijl) onder het oppervlak ligt. Deze gebieden ontstaan ​​wanneer een tektonische plaat onder een andere subducteert. De wezens die deze loopgraven bewonen, hebben zich moeten aanpassen aan de intense druk, extreem koud, en gebrek aan licht en voedingsstoffen.

In de nieuwe studie onderzoekers wilden bomkoolstof gebruiken als tracer voor organisch materiaal in hadal-geulen om de organismen die daar leven beter te begrijpen. Wang en haar collega's analyseerden amfipoden die in 2017 uit de Mariana waren verzameld, Mussau, en de loopgraven van New Britain in de tropische westelijke Stille Oceaan, tot 11 kilometer (7 mijl) onder het oppervlak. Amphipoden zijn een soort kleine schaaldieren die in de oceaan leven en voedsel krijgen van het opruimen van dode organismen of het consumeren van zeeafval.

Verrassend genoeg, de onderzoekers ontdekten dat de koolstof-14-niveaus in de spierweefsels van de amfipoden veel hoger waren dan de niveaus van koolstof-14 in organisch materiaal in diep oceaanwater. Ze analyseerden vervolgens de darminhoud van de amfipoden en ontdekten dat die niveaus overeenkwamen met geschatte koolstof-14-niveaus uit monsters van organisch materiaal die van het oppervlak van de Stille Oceaan waren genomen. Dit suggereert dat de amfipoden zich selectief voeden met afval van het oceaanoppervlak dat op de oceaanbodem valt.

Aanpassen aan de diepe oceaanomgeving

De nieuwe bevindingen stellen onderzoekers in staat om de levensduur van organismen die in hadale loopgraven leven beter te begrijpen en hoe ze zich hebben aangepast aan deze unieke omgeving.

interessant, de onderzoekers ontdekten dat de amfipoden die in deze loopgraven leven groter worden en langer leven dan hun tegenhangers in ondieper water. Amfipoden die in ondiep water leven, leven doorgaans minder dan twee jaar en groeien tot een gemiddelde lengte van 20 millimeter (0,8 inch). Maar de onderzoekers vonden amfipoden in de diepe greppels die meer dan 10 jaar oud waren en 91 millimeter lang waren geworden.

De auteurs van het onderzoek vermoeden dat de grote omvang en lange levensduur van de amfipoden waarschijnlijk de bijproducten zijn van hun evolutie naar het leven in een omgeving met lage temperaturen, hoge druk en een beperkte voedselvoorziening. Ze vermoeden dat de dieren een langzame stofwisseling en een lage celvernieuwing hebben. waardoor ze energie voor lange tijd kunnen opslaan. De lange levensduur suggereert ook dat verontreinigende stoffen zich kunnen ophopen in deze ongewone organismen.

"Behalve het feit dat materiaal meestal van het oppervlak komt, de leeftijdsgebonden bioaccumulatie verhoogt ook deze concentraties van verontreinigende stoffen, een grotere bedreiging vormen voor deze meest afgelegen ecosystemen, ' zei Wang.

De nieuwe studie toont aan dat diepe oceaantroggen niet geïsoleerd zijn van menselijke activiteiten, Roos Cory, een universitair hoofddocent aard- en milieuwetenschappen aan de Universiteit van Michigan die niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek, zei in een e-mail. Het onderzoek toont aan dat door het gebruik van "bom" koolstof, wetenschappers kunnen de vingerafdruk van menselijke activiteit in de meest afgelegen, diepste diepten van de oceaan, voegde ze eraan toe.

De auteurs gebruiken ook "bom"-koolstof om aan te tonen dat de belangrijkste voedselbron voor deze organismen koolstof is die wordt geproduceerd in de oppervlakte-oceaan, in plaats van meer lokale koolstofbronnen die zijn afgezet uit nabijgelegen sedimenten, zei Cory. De nieuwe studie suggereert ook dat de amfipoden in de diepe greppels zich hebben aangepast aan de barre omstandigheden in diepe greppels, voegde ze eraan toe.

"Wat hier echt nieuw is, is niet alleen dat koolstof uit de oppervlakte-oceaan de diepe oceaan kan bereiken op relatief korte tijdschalen, maar dat de 'jonge' koolstof die in de oceaan aan de oppervlakte wordt geproduceerd, van brandstof voorziet, of in stand houden, leven in de diepste loopgraven, ' zei Cory.