Radioaktivt kulstof fra atombombe -test fundet i dybe havgrave

Radioaktivt kul frigives til atmosfæren fra 20 ^th -tallet atombombe -test har nået de dybeste dele af havet, ny forskning finder.

En ny undersøgelse i AGU's journal Geofysiske forskningsbreve finder det første bevis på radioaktivt kulstof fra atombombe -test i muskelvæv hos krebsdyr, der bebor Jordens havgrave, herunder Marianagraven, hjemsted for det dybeste sted i havet.

Organismer ved havoverfladen har inkorporeret dette "bombecarbon" i de molekyler, der udgør deres kroppe siden slutningen af ​​1950'erne. Den nye undersøgelse viser, at krebsdyr i dybe havgrave fodrer med organisk materiale fra disse organismer, når det falder til havbunden. Resultaterne viser, at menneskelig forurening hurtigt kan komme ind i fødevarenettet og komme til det dybe hav, ifølge undersøgelsens forfattere.

"Selvom den oceaniske cirkulation tager hundredvis af år at bringe vand indeholdende bombe [kulstof] til den dybeste skyttegrav, fødekæden opnår dette meget hurtigere, "sagde Ning Wang, en geokemiker ved det kinesiske videnskabsakademi i Guangzhou, Kina, og hovedforfatter til det nye studie.

"Der er et meget stærkt samspil mellem overfladen og bunden, hvad angår biologiske systemer, og menneskelige aktiviteter kan påvirke biosystemerne selv ned til 11, 000 meter, så vi skal være forsigtige med vores fremtidige adfærd, "sagde Weidong Sun, en geokemiker ved det kinesiske videnskabsakademi i Qingdao, Kina, og medforfatter af det nye studie. "Det forventes ikke, men det er forståeligt, fordi det styres af fødekæden. "

Resultaterne hjælper også forskere med bedre at forstå, hvordan skabninger har tilpasset sig til at leve i det næringsfattige miljø i det dybe hav, ifølge forfatterne. De krebsdyr, de studerede, lever uventet længe ved at have ekstremt langsomme metabolisme, som forfatterne formoder, kan være en tilpasning til at leve i dette fattige og barske miljø.

Oprettelse af radioaktive partikler

Kulstof-14 er radioaktivt kulstof, der dannes naturligt, når kosmiske stråler interagerer med nitrogen i atmosfæren. Kulstof-14 er meget mindre rigeligt end ikke-radioaktivt kulstof, men forskere kan opdage det i næsten alle levende organismer og bruge det til at bestemme alder af arkæologiske og geologiske prøver.

Termonukleære våbentest foretaget i løbet af 1950'erne og 1960'erne fordoblede mængden af ​​kulstof-14 i atmosfæren, da neutroner frigivet fra bomberne reagerede med nitrogen i luften. Niveauerne af dette "bombe-kulstof" toppede i midten af ​​1960'erne og faldt derefter, da atmosfæriske atomprøvninger stoppede. I 1990'erne, kulstof-14-niveauer i atmosfæren var faldet til omkring 20 procent over deres førtestniveauer.

Denne bombe kul faldt hurtigt ud af atmosfæren og blandede sig i havoverfladen. Havorganismer, der har levet i årtierne siden denne tid, har brugt bombekulstof til at bygge molekyler i deres celler, og forskere har set forhøjede niveauer af kulstof-14 i marine organismer siden kort tid efter, at bombetestene begyndte.

Livet på bunden af ​​havet

De dybeste dele af havet er hadalgravene, de områder, hvor havbunden er mere end 6 kilometer (4 miles) under overfladen. Disse områder dannes, når en tektonisk plade subducerer under en anden. Skabninger, der bebor disse skyttegrave, har måttet tilpasse sig det intense pres, ekstrem kulde, og mangel på lys og næringsstoffer.

I den nye undersøgelse, forskere ønskede at bruge bombecarbon som et sporstof for organisk materiale i hadalgrave for bedre at forstå de organismer, der lever der. Wang og hendes kolleger analyserede amfipoder indsamlet i 2017 fra Mariana, Mussau, og New Britain -grøfter i det tropiske vestlige Stillehav, så langt ned som 11 kilometer (7 miles) under overfladen. Amfipoder er en type små krebsdyr, der lever i havet og får mad fra opfangende døde organismer eller indtager haveaffald.

Overraskende, forskerne fandt, at kulstof-14-niveauer i amfipodernes muskelvæv var meget større end niveauerne af kulstof-14 i organisk materiale, der findes i dybt havvand. De analyserede derefter amfipodernes tarmindhold og fandt, at disse niveauer matchede estimerede kulstof-14-niveauer fra prøver af organisk materiale taget fra Stillehavets overflade. Dette tyder på, at amfipoderne selektivt fodrer med affald fra havoverfladen, der falder til havbunden.

Tilpasning til dybhavsmiljøet

De nye fund gør det muligt for forskere bedre at forstå levetiden for organismer, der bebor hadalgrave, og hvordan de har tilpasset sig dette unikke miljø.

Interessant nok, forskerne fandt, at amfipoderne, der lever i disse skyttegrave, vokser sig større og lever længere end deres kolleger i lavere vand. Amfipoder, der lever på lavt vand, lever typisk i mindre end to år og vokser til en gennemsnitlig længde på 20 millimeter (0,8 tommer). Men forskerne fandt amfipoder i de dybe skyttegrave, der var mere end 10 år gamle og var vokset til 91 millimeter (3,6 tommer) lange.

Undersøgelsesforfatterne formoder, at amfipodernes store størrelse og lange levetid sandsynligvis er biprodukterne af deres udvikling til at leve i omgivelser med lave temperaturer, højt tryk og en begrænset fødevareforsyning. De formoder, at dyrene har langsom metabolisme og lav celleomsætning, hvilket giver dem mulighed for at lagre energi i lange perioder. Den lange levetid tyder også på, at forurenende stoffer kan bioakkumulere i disse usædvanlige organismer.

"Udover det faktum, at materiale for det meste kommer fra overfladen, den aldersrelaterede bioakkumulering øger også disse forurenende koncentrationer, bringer mere trussel mod disse mest fjerntliggende økosystemer, "Sagde Wang.

Den nye undersøgelse viser, at dybe havgrave ikke er isoleret fra menneskelige aktiviteter, Rose Cory, en lektor i jord- og miljøvidenskab ved University of Michigan, som ikke var involveret i den nye forskning, sagde i en mail. Undersøgelsen viser, at ved at bruge "bombe" kulstof, videnskabsfolk kan registrere fingeraftryk af menneskelig aktivitet på det fjerneste, de dybeste havdybder, tilføjede hun.

Forfatterne bruger også "bombe" kulstof for at vise, at den vigtigste fødekilde til disse organismer er kulstof, der produceres i overfladen af ​​havet, snarere end flere lokale kilder til kulstof, der aflejres fra nærliggende sedimenter, Sagde Cory. Den nye undersøgelse tyder også på, at amfipoderne i de dybe skyttegrave har tilpasset sig de hårde forhold i dybe skyttegrave, tilføjede hun.

"Det, der virkelig er nyt her, er ikke bare, at kulstof fra overfladehavet kan nå det dybe hav på relativt korte tidsskalaer, men at det 'unge' kulstof, der produceres i overfladehavet, brænder på, eller opretholder, livet i de dybeste skyttegrave, "Sagde Cory.