De diepe zee is ver weg en moeilijk voor te stellen. Indien verbeeld, het lijkt een koude en vijandige plek. Echter, deze afgelegen habitat is direct verbonden met ons leven, omdat het een belangrijk onderdeel vormt van de wereldwijde koolstofcyclus. Ook, de diepe zeebodem is, op veel plaatsen, bedekt met polymetallische knobbeltjes en korsten die economische interesse wekken. Er is een gebrek aan duidelijke normen om hun mijnbouw te reguleren en bindende drempels vast te stellen voor de impact op de organismen die in de getroffen gebieden leven.

Mijnbouw kan microbiële koolstofcycli verminderen, terwijl dieren minder worden getroffen

Een internationaal team van wetenschappers rond Tanja Stratmann van het Max Planck Instituut voor Mariene Microbiologie in Bremen, Duitsland, en de Universiteit Utrecht, Nederland, en Daniëlle de Jonge van de Heriot-Watt University in Edinburgh, Schotland, heeft het voedselweb van de diepe zeebodem onderzocht om te zien hoe het wordt beïnvloed door verstoringen zoals veroorzaakt door mijnbouwactiviteiten.

Voor deze, de wetenschappers reisden naar het zogenaamde DISCOL-gebied in de tropische oostelijke Stille Oceaan, ongeveer 3000 kilometer uit de kust van Peru. In 1989, Duitse onderzoekers hadden mijnbouwgerelateerde verstoringen in dit mangaanknobbelveld gesimuleerd, 4000 meter onder het oppervlak van de oceaan, door een 3,5 km breed stuk zeebodem om te ploegen met een ploegeg. "Zelfs 26 jaar na de verstoring, de ploegsporen zijn er nog", Stratmann beschreef de site. Eerdere studies hadden aangetoond dat microbiële overvloed en dichtheid op dit gebied blijvende veranderingen hadden ondergaan. "Nu wilden we weten wat dat betekende voor koolstofcycli en het voedselweb van deze diepe oceaanhabitat."

"We hebben naar alle verschillende ecosysteemcomponenten en op alle niveaus gekeken, proberen uit te vinden hoe ze als team samenwerken", de Jonge vertelde wie het project uitvoerde in het kader van haar masterscriptie bij het NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee en de Rijksuniversiteit Groningen, Nederland. De wetenschappers kwantificeerden koolstofstromen tussen levende en niet-levende compartimenten van het ecosysteem en vatten ze samen als een maatstaf voor de "ecologische grootte" van het systeem.

Ze vonden significante langetermijneffecten van het mijnsimulatie-experiment uit 1989. De totale doorvoer van koolstof in het ecosysteem is aanzienlijk verminderd. "Vooral het microbiële deel van het voedselweb werd zwaar getroffen, veel meer dan we hadden verwacht", zei Stratmann. "Microben staan ​​bekend om hun snelle groei, dus je zou verwachten dat ze snel herstellen. Echter, we ontdekten dat de koolstofcyclus in de zogenaamde microbiële lus met meer dan een derde werd verminderd."

De impact van de gesimuleerde mijnbouwactiviteit op hogere organismen was meer variabel. "Sommige dieren leken het prima te doen, anderen waren nog aan het bijkomen van de storing. Zo werd de diversiteit van het systeem verminderd", aldus de Jonge. "Algemeen, koolstofstroom in dit deel van het voedselweb was vergelijkbaar met of zelfs hoger dan in onaangetaste gebieden."

Een gedolven zeebodem is mogelijk kwetsbaarder voor klimaatverandering

De gesimuleerde mijnbouw resulteerde in een verschuiving in koolstofbronnen voor dieren. Gebruikelijk, kleine fauna voeden zich met afval en bacteriën in de zeebodem. Echter, in de verstoorde gebieden, waar bacteriële dichtheden werden verminderd, de fauna at meer afval. De mogelijke gevolgen hiervan zullen onderdeel uitmaken van het Ph.D. Stelling, waar ze net mee begonnen is. "Toekomstige klimaatscenario's voorspellen een afname van de hoeveelheid en kwaliteit van het afval dat de zeebodem bereikt. Deze verschuiving in het dieet zal dus vooral interessant zijn om te onderzoeken met het oog op klimaatverandering", ze kijkt uit naar het komende werk.

"Je moet er ook rekening mee houden dat de verstoring die wordt veroorzaakt door echte diepzeemijnbouw veel zwaarder zal zijn dan waar we hier naar kijken", voegde ze eraan toe. "Afhankelijk van de technologie, het zal waarschijnlijk de bovenste 15 centimeter van het sediment over een veel groter gebied verwijderen, waardoor het effect wordt vermenigvuldigd en de hersteltijden aanzienlijk worden verlengd."

Meer informatie

Polymetallische knobbeltjes en korsten bedekken vele duizenden vierkante kilometers van de diepzeebodem van de wereld. Ze bevatten voornamelijk mangaan en ijzer, maar ook de waardevolle metalen nikkel, kobalt en koper, evenals enkele van de hightech metalen van de zeldzame aarden. Aangezien deze hulpbronnen in de toekomst op het land schaars kunnen worden, bijvoorbeeld vanwege toekomstige behoeften aan batterijen, elektromobiliteit en digitale technologieën - mariene afzettingen zijn economisch zeer interessant. Daten, er is geen marktklare technologie voor diepzeemijnbouw. Echter, het is nu al duidelijk dat ingrepen in de zeebodem een ​​enorme en blijvende impact hebben op de getroffen gebieden. Studies hebben aangetoond dat veel zittende bewoners van het oppervlak van de zeebodem afhankelijk zijn van de knobbeltjes als substraat, en zijn decennia na een verstoring in het ecosysteem nog steeds afwezig. Ook, effecten op in de zeebodem levende dieren zijn bewezen.