Nessun luogo sulla Terra è libero dall'influenza umana, nemmeno il fondo delle trincee più profonde nell'oceano.
È stato scoperto che creature da gambero simili a tre trincee oceaniche del Pacifico occidentale sgranocchiano il cibo che scende dalla superficie, lasciando una firma chimica unica dai test di bomba nucleare decennali nei corpi dei crostacei di acque profonde. I risultati, pubblicati di recente su Geophysical Research Letters, non solo aiutano gli scienziati marini a capire come sopravvivono questi abitanti del fondo, ma sottolineano anche le profondità a cui l'influenza dell'umanità può penetrare.
Le trincee oceaniche profonde possono essere tra gli angoli meno esplorati sulla Terra. La più profonda di queste, la Fossa delle Marianne nell'Oceano Pacifico, arriva fino a circa 36.000 piedi sotto il livello del mare. (Il monte Everest potrebbe sedersi sul fondo e la sua cima si troverebbe ancora al di sotto di oltre un miglio di acqua.) In fondo, le temperature si librano appena sopra lo zero e l'acqua esercita una pressione più di 1.000 volte quella percepita in superficie.
"Biologicamente, le trincee [oceaniche] sono considerate gli habitat più incontaminati della Terra", afferma Weidong Sun, geochimico presso l'Istituto di Oceanologia in Cina e coautore del nuovo studio. "Siamo interessati a come la vita sopravvive laggiù, qual è la sua fonte di cibo e se le attività umane hanno qualche influenza".
Lanceola clausi, l' anfipode del toro, una rara specie di acque profonde catturata a meno di 1.000 metri. (Russ Hopcroft / Universal History Archive / UIG via Getty Images) In quelle profondità oscure, una delle creature più comuni è l'anfipode simile a un gambero, una famiglia di crostacei che cerca il cibo nel fondo dell'oceano. La provenienza del cibo è oggetto di dibattito. Potenziali fonti includono bocconcini che si propagano dall'interno della Terra, sedimenti ricchi di nutrienti che scivolano giù per le ripide pareti della trincea o gustosi detriti che si propagano dalla superficie.
Una recente catastrofe di anfipodi di acque profonde ha offerto a Sun e ai colleghi la possibilità di risolvere questo mistero marino. Usando trappole esca, due navi da ricerca cinesi nel 2017 hanno raccolto anfipodi da tre trincee nel Pacifico occidentale, tra cui la famosa fossa delle Marianne. Il team di Sun ha analizzato chimicamente il tessuto muscolare e il contenuto intestinale degli anfipodi e ha trovato livelli elevati di carbonio-14, una variante pesante del carbonio. I livelli corrispondevano strettamente alle abbondanze trovate vicino alla superficie dell'oceano, dove la quantità di carbonio-14 è più alta del solito grazie ai test delle bombe nucleari condotti più di mezzo secolo fa.
Il carbonio è disponibile in alcune varietà diverse in base al numero di neutroni che vengono introdotti nel suo nucleo atomico. Circa uno su trilioni di atomi di carbonio sulla Terra ha due neutroni in più. Questa forma, nota come carbonio-14, si presenta naturalmente grazie alle particelle atomiche ad alta velocità che colpiscono lo spazio profondo negli atomi di azoto. Ma a metà del 20 ° secolo, gli umani hanno raddoppiato la quantità di carbonio-14 nell'atmosfera.
Secondo l'Agenzia internazionale per l'energia atomica, dal 1945 al 1963 gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica (con un piccolo aiuto dal Regno Unito e dalla Francia) fecero esplodere quasi 500 bombe nucleari, 379 delle quali esplose nell'atmosfera. Questi test hanno aumentato notevolmente la quantità di carbonio-14 sul nostro pianeta. Il Trattato sul divieto del test del 1963 pose fine alla maggior parte dei test atmosferici e subacquei e i livelli di carbonio-14 nell'atmosfera iniziarono un lento ritorno alla normalità - sebbene siano ancora superiori ai livelli pre-nucleari - come le acque oceaniche e la vita terrestre carbonio assorbito dall'aria.
Questo costante declino del carbonio-14, che ha un'emivita di circa 5.730 anni, è diventato uno strumento utile per capire l'età e la fonte della materia organica. Durante tutta la vita di qualsiasi organismo, si attacca al carbonio nell'ambiente. Quando l'organismo muore, lo scambio si interrompe. Misurando la quantità di carbonio sotto forma di carbonio-14, i ricercatori possono determinare quando un organismo è morto.
Diversi luoghi sulla Terra hanno anche inventari altamente variabili di carbonio-14. Il materiale organico dall'interno del pianeta è in gran parte privo di carbonio-14. Anche i sedimenti delle pareti delle trincee oceaniche hanno livelli molto bassi. Ma il materiale proveniente dalla superficie dell'oceano rispecchia le quantità relativamente elevate nell'atmosfera.
Nel tessuto muscolare degli anfipodi raccolti, i livelli di carbonio-14 corrispondevano strettamente alle abbondanze di superficie dal 2004 al 2007, il che suggerisce che queste creature vivono per più di un decennio. I loro cugini vicino alla superficie vivono in genere solo per due anni. Il cibo appena digerito nelle viscere degli anfipodi, nel frattempo, aveva livelli di carbonio-14 simili a quelli trovati nei campioni di superficie contemporanei, suggerendo che il flotsam di superficie precipita rapidamente nelle trincee più profonde in cui gli anfipodi lo avvolgono.
Una mappa della Fossa delle Marianne con Challenger Deep etichettata, il punto più profondo conosciuto nell'oceano con una profondità di circa 36.000 piedi. (Kmusser tramite Wikicommons CC BY 2.5) Mentre la firma della bomba nucleare è stata registrata un paio di miglia più in basso nell'Atlantico occidentale, nessuno l'ha mai vista prima come queste profondità. "Questo è interessante solo quando tutti escono", afferma Robert Key, un oceanografo di Princeton che non era coinvolto in questo studio. Sottolinea che a partire da circa un miglio al di sotto della superficie del Nord Pacifico, i livelli di carbonio-14 corrispondono strettamente a come si presentava l'atmosfera prima dei test delle bombe. "L'alto contenuto di carbonio-14 [negli anfipodi] potrebbe provenire solo dal cibo che è sceso dall'alto", dice.
L'abbondanza di materiale creato nei test delle bombe nucleari in alto nel cielo trovato nei corpi di anfipodi profondi sottolinea un legame molto intimo tra l'attività umana e le zone più isolate del mare.
"Questi sono davvero risultati straordinari, ma non mi sorprende", afferma Timothy Shank, ricercatore presso la Woods Hole Oceanographic Institution. "Da 25 anni a condurre esplorazioni e ricerche sugli ecosistemi di acque profonde, trovo che la loro connessione con noi sia più vicina di quanto avessimo mai pensato." I bagni e le docce si nascondono a due miglia di distanza, dice, mentre la spazzatura di plastica e metallo si è diffusa in più di 30 canyon di acque profonde al largo della costa orientale degli Stati Uniti.
E questa non è la prima volta che i ricercatori vedono gli anfipodi della trincea che trattano i rifiuti dell'umanità. Un articolo del 2017 in Nature Ecology & Evolution ha riferito che gli anfipodi di due trincee del Pacifico occidentale contenevano livelli elevati di PCB degli inquinanti industriali, un tempo ampiamente utilizzato nei dispositivi elettronici, e PBDE, un ritardante di fiamma. In alcuni anfipodi della Fossa delle Marianne, i livelli di PCB erano fino a 50 volte superiori ai livelli trovati nei granchi catturati vicino al fiume Liaohe, uno dei fiumi più inquinati della Cina.
Sole e colleghi non hanno finito con i loro anfipodi o il ricco ecosistema che fiorisce in questi canyon sottomarini. "Ci sono molte creature in luoghi molto profondi e molto bui", dice Sun. "Vogliamo capire come l'ecosistema gestisce l'attività umana ... e come il sistema reagisce a questo forte inquinamento dalla superficie."
