Žádné místo na Zemi není bez lidského vlivu - ani dno nejhlubších zákopů v oceánu.
Zjistilo se, že zvířátka podobná krevetám ze tří zákopů v západním Tichém oceánu padají na jídlo, které klesá z povrchu, a zanechávají v tělech hlubinných korýšů jedinečný chemický podpis z desetiletých zkoušek jaderných bomb. Zjištění, která byla nedávno zveřejněna v Geofyzikálním výzkumném dopise, pomáhají nejen námořním vědcům zjistit, jak tito obyvatelé žijí na dně, ale také zdůrazňují hloubky, do nichž může lidský vliv proniknout.
Hluboké mořské zákopy mohou patřit mezi nejméně prozkoumané zákoutí na Zemi. Nejhlubší z nich, Mariana Trench v Tichém oceánu, dosahuje až asi 36 000 stop pod hladinou moře. (Evert mohl sedět na dně a jeho vrcholek stále ležel pod více než kilometrem vody.) Na dně se teploty pohybují těsně nad bodem mrazu a voda vyvíjí tlak více než 1 000krát, než se cítil na povrchu.
"Biologicky jsou [oceánské zákopy považovány za nejpůvodnější stanoviště na Zemi, " říká Weidong Sun, geochemik v Ústavu oceánografie v Číně a spoluautor nové studie. "Zajímá nás, jak tam život přežívá, jaký je jeho zdroj potravy a zda lidské aktivity mají nějaký vliv."
Lanceola clausi, amfipod býčího psa, vzácný druh hlubinných vod zachycený pod 1000 metrů. (Russ Hopcroft / Archiv univerzální historie / UIG prostřednictvím Getty Images) V těchto temných hloubkách je jedním z nejběžnějších zvířátek amfipod podobný krevetám, rodina korýšů, kteří uklízejí mořské dno jako potravu. Odkud toto jídlo pochází, je věcí debaty. Potenciální zdroje zahrnují soustruhy, které pronikají z vnitřku Země, sediment bohatý na živiny, který sklouzává po příkrých příkopových stěnách, nebo chutný detrit, který se oplachuje dolů z povrchu.
Nedávný zátah hlubinných amfipodů nabídl Sunovi a jeho kolegům šanci vyřešit toto mořské tajemství. Dvě čínské výzkumné lodě v roce 2017 s použitím návnadových nádrží sklizily amfipody ze tří zákopů v západním Pacifiku, včetně slavného příkopu Mariana. Tým společnosti Sun chemicky analyzoval svalovou tkáň a střeva amfipodů a zjistil zvýšené hladiny uhlíku-14, těžké varianty uhlíku. Hladiny se těsně shodovaly s četností nalezenými blízko hladiny oceánu, kde množství uhlíku-14 je vyšší než obvykle díky testům jaderných bomb, které byly provedeny před více než půlstoletím.
Uhlík přichází v několika různých variantách podle toho, kolik neutronů je plněno do atomového jádra. Asi jeden z každých bilionů uhlíku na Zemi má dva další neutrony. Tato forma, známá jako uhlík-14, se přirozeně vyskytuje díky vysokorychlostním atomovým částicím z hlubokého vesmíru, které dopadají na atomy dusíku. Ale v polovině 20. století lidé zdvojnásobili množství uhlíku-14 v atmosféře.
Podle Mezinárodní agentury pro atomovou energii od roku 1945 do roku 1963 Spojené státy a Sovětský svaz (s malou pomocí Spojeného království a Francie) odpálily téměř 500 jaderných bomb, z nichž 379 explodovalo v atmosféře. Tyto testy dramaticky zvýšily množství uhlíku-14 na naší planetě. Smlouva o zákazu zkoušek z roku 1963 zastavila většinu atmosférických a podvodních zkoušek a hladiny uhlíku-14 v atmosféře začaly pomalý návrat k normálu - i když jsou stále vyšší než před jaderné úrovně - jako oceánské vody a pozemní život absorboval uhlík ze vzduchu.
Tento trvalý pokles uhlíku-14, který má poločas rozpadu asi 5 730 let, se stal užitečným nástrojem pro zjišťování stáří a zdroje organické hmoty. Během celého života každého organismu se v životním prostředí zachytává na uhlíku. Když organismus umře, výměna se zastaví. Měřením množství uhlíku ve formě uhlíku-14 mohou vědci zjistit, kdy organismus zemřel.
Různá místa na Zemi mají také velmi variabilní zásoby uhlíku-14. Organický materiál zevnitř planety je z velké části bez uhlíku-14. Sedimenty ze stěn oceánských příkopů mají také velmi nízké úrovně. Ale materiál z hladiny oceánu odráží relativně vysoké množství v atmosféře.
Ve svalové tkáni sklizených amfipodů hladina uhlíku-14 úzce odpovídala povrchovému množství od roku 2004 do roku 2007, což naznačuje, že tato stvoření žijí déle než deset let. Jejich bratranci blízko povrchu obvykle žijí jen dva roky. Čerstvě strávené jídlo ve střevech amfipodů mělo mezitím hladinu uhlíku 14 podobnou hladinám nalezeným v současných povrchových vzorcích, což naznačuje, že povrchový flotsam rychle klesá do nejhlubších zákopů, kde je amfipodové šrámy dolů.
Mapa Mariana příkopu s označením Challenger Deep, nejhlubší známý bod v oceánu s hloubkou asi 36 000 stop. (Kmusser prostřednictvím Wikicommons CC BY 2.5) Zatímco podpis jaderné bomby byl zaznamenán pár mil dolů v západním Atlantiku, nikdo to neviděl jako tyto hloubky předtím. "Je to zajímavé, protože všichni vypadnou, " říká Robert Key, princetonský oceánograf, který se této studie nezúčastnil. Poukazuje na to, že počínaje kilometrem pod povrchem severního Pacifiku se hladiny uhlíku-14 těsně shodují s tím, jak vypadala atmosféra před bombovými testy. "Vysoký uhlík-14 [v amfipodech] mohl pocházet pouze z jídla, které sestupuje shora, " říká.
Množství materiálu vytvořeného v testech jaderné bomby vysoko na obloze, které se nachází v tělech hlubokých obojživelníků, podtrhuje velmi důvěrné spojení mezi lidskou činností a nejizolovanějším mořským dosahem.
"To jsou opravdu mimořádné výsledky, ale nejsem překvapený, " říká Timothy Shank, výzkumný pracovník v oceánografické instituci Woods Hole. "Z 25 let provádění průzkumu a výzkumu hlubinných ekosystémů považuji jejich spojení s námi za bližší, než jsme si kdy mysleli." Toalety a sprchy číhají o dvě míle níže, říká, zatímco plastové a kovové odpadky se objevily ve více než 30 hlubinných kaňonů od východního pobřeží Spojených států.
A to není poprvé, kdy vědci viděli zákopové amfipody, které se zabývají odmítáním lidstva. Dokument z roku 2017 v časopisu Nature Ecology & Evolution uvádí, že obojživelníky ze dvou zákopů v západním Pacifiku obsahovaly zvýšené úrovně průmyslových polutantů PCB, kdysi se široce používaly v elektronických zařízeních, a PBDE, retardér hoření. V některých amfipodech Mariana Trench byly hladiny PCB až 50krát vyšší než hladiny u krabů ulovených v blízkosti řeky Liaohe, jedné z nejvíce znečištěných řek v Číně.
Slunce a kolegové se nedělají se svými amfipody nebo bohatým ekosystémem, který v těchto podvodních kaňonech vzkvétá. "Na velmi hlubokých, velmi tmavých místech je spousta tvorů, " říká Sun. "Chceme pochopit, jak se ekosystém zabývá lidskou činností ... a jak systém reaguje na toto silné znečištění z povrchu."
