Górnictwo głębinowe zagraża nieznanemu

Gdy okręt podwodny zanurzył się na około 10 000 metrów poniżej poziomu morza , gdzieś u wybrzeży Hawajów, ekolog Jeff Drazen poprosił pilotów o wyłączenie świateł stroboskopowych, które prowadziły ich przez czarne jak smoła wody. Przez chwilę nadal spadali na dno morza w całkowitej ciemności.

Następnie stworzenia głębinowe zaczęły oślepiać załogę niezwykłym pokazem świateł bioluminescencyjnych, wysyłając do siebie sygnały za każdym razem, gdy napotykały ten nowy, dziwny obiekt w swoim środowisku.

„To tak, jakbyś spadał przez gwiazdy” – powiedział Drazen w wywiadzie telefonicznym dla Salon. „Wszędzie migoczą światła”.

Tysiące stóp pod poziomem morza, stworzenia żyjące w głębinach morskich przeżywają bez bezpośredniego światła słonecznego, roślin i ciepła słońca. Większość głębin oceanu jest pusta, a ekstremalnie zimne, pozbawione światła regiony utrudniają przetrwanie życia, jakie znamy. Mimo to żyją tam spektakularne zwierzęta, w tym kałamarnica wampiryczna, która ma największe oczy proporcjonalnie do swojego ciała ze wszystkich zwierząt (choć ten głowonóg nie jest ani wampirem, ani kałamarnicą); perłowobiała ośmiornica o przydomku „Casper” ; i oczywiście zębata ryba żabnica, która stała się internetową sensacją, gdy jedna z nich wypłynęła na powierzchnię na początku tego roku .

W zeszłym miesiącu prezydent Donald Trump wydał rozporządzenie wykonawcze promujące górnictwo głębinowe , które jest obecnie zakazane na mocy prawa międzynarodowego. A we wtorek Departament Spraw Wewnętrznych ogłosił, że rozpoczyna proces oceny potencjalnej sprzedaży dzierżawy mineralnej na wodach u wybrzeży Samoa Amerykańskiego. Podczas gdy przemysł rozważa grudki znalezione na dnie oceanu jako potencjalny sposób wydobywania niklu, miedzi i kobaltu do produkcji takich rzeczy jak baterie do samochodów elektrycznych, naukowcy ostrzegają, że górnictwo głębinowe prawdopodobnie będzie szkodliwe dla życia, które tam istnieje.

„Nie wiemy zbyt wiele o głębinach morskich, ponieważ tak mało ich zbadaliśmy” — powiedział Jim Barry, ekolog dna morskiego w Monterey Bay Aquarium Research Institute. „Powinniśmy upewnić się, że wiemy, co tam jest, zanim zrobimy coś, co mogłoby je zniszczyć”.

Głębokie morze zaczyna się około 200 metrów poniżej poziomu morza, gdzie światło zaczyna słabnąć w regionie zwanym strefą zmierzchu. Najgłębsza część oceanu znajduje się w Rowie Mariańskim w zachodniej części Oceanu Spokojnego, gdzie dno oceanu znajduje się prawie 11 000 stóp poniżej poziomu morza — wysokość wyższa niż Mount Everest.

Oceany pokrywają 71% powierzchni Ziemi, więc klasyfikowanie głębin morskich jako jednego siedliska jest jak klasyfikowanie całego lądu jako jednego siedliska. Tak jak na lądzie są pustynie, łąki, lasy deszczowe i Arktyka, tak samo w głębinach morskich występują liczne ekosystemy różniące się geografią, temperaturą i zwierzętami tam żyjącymi. Na początku tego miesiąca naukowcy po raz pierwszy byli świadkami pierwszej erupcji wulkanu pod wodą .

Chcesz więcej historii o zdrowiu i nauce w swojej skrzynce odbiorczej? Subskrybuj cotygodniowy newsletter Salon Lab Notes .

„Nawet jeśli spojrzysz tylko na lasy w USA, nie pomyślałbyś, że las na wschodnim wybrzeżu będzie wyglądał tak samo jak las na zachodnim wybrzeżu” – powiedział Drazen. „To samo dotyczy dna morskiego i faktycznie mamy dane, które to pokazują: społeczności, które znajdziesz na wschodzie na konkrecjach, nie są takie same jak społeczności, które znajdziesz na zachodzie na konkrecjach”.

Jedno z badań opublikowanych w Science na początku tego miesiąca wykazało, że przy 44 000 nurkowań głębinowych zaledwie 0,001% głębokiego dna morskiego zostało zaobserwowane wizualnie — co odpowiada mniej więcej rozmiarowi Parku Narodowego Yosemite. Reszta to czarna skrzynka. Autorzy badania zauważają również, że „dziewięćdziesiąt siedem procent wszystkich nurkowań, które skompilowaliśmy, zostało przeprowadzonych zaledwie przez pięć krajów: Stany Zjednoczone, Japonię, Nową Zelandię, Francję i Niemcy. Ta mała i stronnicza próbka jest problematyczna, gdy próbujemy scharakteryzować, zrozumieć i zarządzać globalnym oceanem”.

Większość dna morskiego zbadanego podczas nurkowania 07 w ramach projektu Southeastern US Deep-sea Exploration w 2019 r. była pokryta tymi konkrecjami manganu, które były przedmiotem pilotażu Deep Sea Ventures prawie pięć dekad temu. (Zdjęcie dzięki uprzejmości NOAA Office of Ocean Exploration and Research, 2019 Southeastern US Deep-sea Exploration). Inne badanie z 2023 r. oszacowało, że naukowcy zidentyfikowali mniej niż 1000 z aż 8000 gatunków w jednym regionie głębin morskich zwanym strefą Clarion-Clipperton , która rozciąga się na szerokość kontynentalnych Stanów Zjednoczonych i jest potencjalnym celem górnictwa głębinowego.

Naukowcy badają te rejony w łodziach podwodnych, takich jak Drazen, lub używają zdalnie sterowanych pojazdów do zbierania próbek i mapowania dna oceanu. W zależności od głębokości badanego dna morskiego, dotarcie tych pojazdów do dna może zająć godzinom, powiedział Barry.

Za każdym razem, gdy naukowcy wyruszają na wyprawę głębinową, napotykają nieznane wcześniej gatunki. W 2018 r. zespół MBARI odkrył „Ogród ośmiornic” liczący aż 20 000 ośmiornic gniazdujących na dnie morskim u wybrzeży Kalifornii w największym skupisku ośmiornic na planecie. Łącznie do tej pory odkryto na świecie cztery takie ogrody.

Podczas innych wypraw naukowcy odkryli stworzenia, które wyewoluowały swoje enzymy, aby lepiej funkcjonować w warunkach wysokiego ciśnienia, ponieważ ciśnienie oceanu wzrasta mniej więcej o tyle samo, co w samolocie co 10 metrów. Niektóre bezkręgowce mogą żyć tysiące lat, a najstarsze znane gąbki morskie datowane są na 18 000 lat, powiedział Levin.

Ogólnie rzecz biorąc, odkrywa się więcej nowych gatunków niż jest taksonomów, którzy mogliby je właściwie skatalogować. Głębiny morskie zostały nazwane ostatnią granicą Ziemi jako jedyne w dużej mierze nietknięte miejsce na planecie. Dla naukowców podczas tych wypraw eksploracja głębin morskich wydaje się niemal jak eksploracja księżyca lub odległej planety.

„Jesteśmy pierwszymi ludźmi, którzy kiedykolwiek widzieli niektóre z miejsc, w których nurkujemy” – powiedział Barry w wywiadzie telefonicznym dla Salon. „W zasadzie prawie każde miejsce, do którego się wybierasz poza morze, chyba że byłeś tam wcześniej, nie zostało obejrzane”.

Wiele gatunków głębinowych rozwinęło adaptacje, takie jak bioluminescencja lub duże oczy, które pomagają im poruszać się po ciemnych wodach. Inne gatunki żyjące w regionach zwanych strefami minimalnego stężenia tlenu — znanymi również jako „strefy martwe” lub „strefy cienia” — rozwinęły skomplikowane struktury oddechowe, które wyglądają jak płuca na zewnątrz ich ciała, aby zmaksymalizować powierzchnię, której używają do pochłaniania tlenu, powiedziała Lisa Levin, oceanografka ze Scripps Institution of Oceanography.

Na dnie morza można znaleźć kaniony, wulkany i rozległe płaszczyzny abisalne. W niektórych regionach zwanych ekosystemami chemosyntetycznymi stworzenia produkują żywność, wykorzystując energię z reakcji chemicznych, a nie światło słoneczne.

„Głęboka woda nie jest jednolita, jest raczej warstwowa i występują w niej różne masy wody” – powiedział Levin w rozmowie wideo dla Salon. „To naprawdę cała mozaika ekosystemów i siedlisk”.

Jakkolwiek odległe by się nie wydawało, głębiny morskie są zaledwie o jeden stopień oddzielone od każdego, kto je owoce morza, powiedział Drazen. Głębiny morskie dostarczają pożywienia wielu gatunkom żyjącym na płytszych wodach, takim jak miecznik, który nurkuje na głębokość do 1200 metrów, aby się pożywić.

Ocean produkuje również połowę tlenu, którym oddychamy na lądzie i jest największym pochłaniaczem dwutlenku węgla na Ziemi, pochłaniając około 30% wszystkich emisji dwutlenku węgla pochodzących od ludzi. Ponieważ głębiny morskie pokrywają tak dużą część objętości oceanu, odgrywają one ważną rolę w zmniejszaniu skutków globalnego ocieplenia. Niestety, wraz ze wzrostem emisji CO2, zakwaszają one ocean , co może sprawić, że będzie on mniej gościnny dla życia. Niektóre skorupiaki mają na przykład trudności z rozwojem twardych zewnętrznych skorup wykonanych z węglanu wapnia, jeśli woda jest zbyt kwaśna.

Nie tylko to, ale stworzenia głębinowe mogą dostarczyć naukowcom cząsteczek lub związków, które pomogą im opracować lepsze leki lub doprowadzić do innych przełomowych odkryć. Na przykład na początku lat 80. naukowcy zsyntetyzowali zikonotyd, naturalny środek przeciwbólowy 1000 razy silniejszy niż morfina, bez uzależniających skutków ubocznych. Cząsteczka pochodziła z Conus magus, ślimaka morskiego żyjącego w głębinach morskich. Ogólnie rzecz biorąc, ponad 60% naszych leków pochodzi z analogów w naturze .

„Jeśli pomyślisz o produktach farmaceutycznych, jest tam repozytorium materiału genetycznego ze wszystkimi tymi dziwnymi zwierzętami” – powiedział Barry. „Ludzie chcą zbierać zwierzęta głębinowe, aby sprawdzić, czy mają ważne, nowe substancje chemiczne, które mogłyby nam się przydać, czy to antybiotyki, czy leczenie raka, czy coś innego”.

Naukowcy wciąż odkrywają, jak wrażliwe są głębiny morskie na zmiany środowiskowe i wpływ człowieka. Jednak w porównaniu do płytszych wód, które są bardziej narażone na zmiany w takich kwestiach jak temperatura, kwasowość czy poziom tlenu, te zmiany środowiskowe potrzebują więcej czasu, aby dotrzeć do głębin morskich. W rezultacie stworzenia głębinowe są prawdopodobnie bardziej wrażliwe i podatne na zmiany, które zachodzą w ich środowisku.

„Zwierzęta zamieszkujące płytkie wody ewoluowały, aby radzić sobie ze zmiennością warunków środowiskowych, ale w głębinach morskich zmiany w poziomie tlenu, temperaturze lub pH w ciągu roku są bardzo niewielkie” — powiedział Barry. „Podobna zmiana pH lub tlenu [zachodząca na płytszych poziomach] może być znacznie mniej znośna dla zwierząt żyjących w głębinach morskich”.

Ponadto, głębinowe stworzenia są dotknięte zmianami zachodzącymi w regionach bliżej powierzchni, ponieważ wiele z nich polega na pożywieniu spadającym z tych wysokości. Około 90% źródeł pożywienia traci się co 1000 metrów głębiej w oceanie, więc wszelkie zakłócenia w dostawie pożywienia mogą być szkodliwe dla życia morskiego na tych głębokościach, powiedział Barry.

„Kiedy zmienia się produktywność wód powierzchniowych, wpływa to na ilość detrytusu, czyli martwego materiału, który opada na głębokie dno morskie, stanowiące źródło pożywienia dla tych organizmów” – powiedział Drazen. „To zmniejsza dostawy pożywienia do głębin morskich”.

Wiele minerałów wykorzystywanych w proponowanych operacjach wydobywczych na głębokim morzu znajduje się na czarnych, ziemniakowatych konkrecjach, które leżą na dnie morza. Jednak społeczność zwierząt żyje na samych konkrecjach i zostałyby one wytępione, gdyby zostały wydobyte, powiedziała Lauren Mullineaux, starsza naukowiec w Woods Hole Oceanographic Institution.

Ponadto, operacje górnicze zdrapują dno morskie, wytwarzając pióropusze osadów, które mogą zakłócić obszar oddalony nawet o setki kilometrów od miejsca operacji, powiedziała Mullineaux. Nawet drobny pył tego osadu może zmienić siedlisko na tyle, że zabije niektóre z tych gatunków, wyjaśniła.

„Może minąć wiele dziesięcioleci, zanim siedlisko będzie wyglądać tak samo jak przed rozpoczęciem eksploatacji górniczej” – powiedział Mullineaux w wywiadzie telefonicznym dla Salon.

Ocean jest globalnie współdzielonym zasobem, a zarządzanie głębinami morskimi może być ostatnią szansą społeczeństwa na ochronę pozostałej dziewiczej Ziemi. Większość stworzeń żyjących w głębinach morskich pozostaje dla nas nieznana, ale aby je chronić, musimy najpierw wiedzieć, że istnieją. W końcu te stworzenia z pewnością mają wiele do nauczenia nas o tym, jak przetrwać i ewoluować w coraz trudniejszym środowisku.

„Jeśli chcemy w zrównoważony sposób gospodarować zasobami, od których jesteśmy zależni, dobrze byłoby najpierw dowiedzieć się, co nimi jest” – powiedział Barry.