Tiada tempat di Bumi adalah bebas dari pengaruh manusia-bahkan bahagian bawah parit terdalam di lautan.
Kritters seperti udang dari tiga parit laut Pasifik Barat didapati mengunyah makanan yang tenggelam dari permukaan, meninggalkan tandatangan kimia yang unik dari ujian bom nuklear yang berusia dekad di badan-badan krustasea dalam laut. Penemuan yang diterbitkan baru-baru ini dalam Surat Penyelidikan Geofizik, bukan sahaja membantu ahli sains marin memikirkan bagaimana penghuni bawah ini hidup, tetapi juga menekankan kedalaman yang mana pengaruh manusia dapat menembusi.
Parit-parit lautan yang mendalam mungkin merupakan antara titik-titik kecil di Bumi. Yang paling dalam ini, Mariana Trench di Lautan Pasifik, mencapai kira-kira 36, 000 kaki di bawah paras laut. (Gunung Everest boleh duduk di bahagian bawah, dan puncaknya masih terletak di bawah lebih daripada satu mil dari air.) Di bahagian bawah, suhu berada di atas beku dan air menimbulkan tekanan lebih daripada 1, 000 kali yang dirasai di permukaan.
"Secara biologi, parit [lautan] diambil sebagai habitat paling murni di Bumi, " kata Weidong Sun, ahli geokimia di Institut Oceanologi di China dan pengarang kajian baru. "Kami berminat bagaimana kehidupan bertahan di sana, apakah sumber makanannya, dan sama ada aktiviti manusia mempunyai pengaruh."
Lanceola clausi, amphipod bull-dog, spesies air mendalam jarang ditangkap di bawah 1, 000 meter. (Russ Hopcroft / Arkib Sejarah Universal / UIG melalui Getty Images) Di dalam kedalaman gelap, salah satu makhluk paling biasa adalah amphipod seperti udang, sebuah keluarga krustasea yang membuang lautan untuk makanan. Di mana makanan itu berasal adalah perdebatan. Sumber-sumber yang berpotensi termasuk potongan-potongan yang menyerap dari sedimen bumi, sedimen yang kaya dengan nutrien yang meluncur ke dinding parit curam, atau detritus yang enak yang mengalir dari permukaan.
Sebuah amphipod laut dalam baru-baru ini menawarkan Sun dan rakan-rakan peluang untuk menyelesaikan misteri laut ini. Menggunakan perangkap umpan, dua kapal penyelidikan Cina pada 2017 dituai amphipod dari tiga parit di Pasifik Barat, termasuk Mariana Trench yang terkenal. Pasukan Sun menganalisis secara kimia tisu otot amphipod dan kandungan usus dan mendapati tahap tinggi karbon-14, varian berat karbon. Tingkatan-tingkatan yang hampir dipadankan terletak berhampiran permukaan laut, di mana jumlah karbon-14 lebih tinggi daripada biasa terima kasih kepada ujian bom nuklear yang dilakukan lebih dari setengah abad yang lalu.
Karbon datang dalam beberapa jenis yang berlainan berdasarkan berapa neutron disumbat ke nukleus atomnya. Sekitar satu daripada setiap trilion atom karbon di Bumi mempunyai dua neutron tambahan. Bentuk ini, dikenali sebagai karbon-14, secara semula jadi berkat zarah-zarah atom berkecepatan tinggi dari ruang yang mendalam ke atom nitrogen. Tetapi pada pertengahan abad ke-20, manusia menggandakan jumlah karbon-14 di atmosfera.
Menurut Badan Tenaga Atom Antarabangsa, dari 1945 hingga 1963 Amerika Syarikat dan Kesatuan Soviet (dengan sedikit bantuan dari United Kingdom dan Perancis) meletupkan hampir 500 bom nuklir, 379 daripadanya meletup di atmosfera. Ujian ini secara dramatik meningkatkan jumlah karbon-14 di planet kita. Perjanjian Pengujian 1963 menghentikan pengujian atmosfera dan bawah air, dan tahap karbon-14 di atmosfera mula pulih lambat ke normal-walaupun mereka masih lebih tinggi daripada paras pra-nuklear-seperti perairan lautan dan kehidupan berasaskan darat karbon diserap dari udara.
Penurunan karbon-14, yang mempunyai separuh hayat kira-kira 5, 730 tahun, telah menjadi alat yang berguna untuk memikirkan umur dan sumber bahan organik. Sepanjang kehidupan organisma apa pun, ia menyebarkan karbon kepada alam sekitar. Apabila organisma mati, pertukaran itu berhenti. Dengan mengukur berapa banyak karbon dalam bentuk karbon-14, para penyelidik dapat menentukan kapan organisma mati.
Tempat yang berbeza di Bumi juga mempunyai inventori yang sangat berubah-ubah karbon-14. Bahan organik dari dalam planet ini sebahagian besarnya bebas dari karbon-14. Sedimen dari dinding parit laut juga mempunyai tahap yang sangat rendah. Tetapi bahan dari permukaan laut mencerminkan jumlah yang agak tinggi di atmosfera.
Dalam tisu otot amphipod yang dituai, tahap karbon-14 sangat rapat dengan permukaan permukaan dari tahun 2004 hingga 2007, yang menunjukkan bahawa makhluk ini hidup lebih dari satu dekad. Sepupu mereka berhampiran permukaannya biasanya hanya tinggal selama dua tahun. Sementara itu, makanan yang baru dicerna di dalam kubur amphipods ini mempunyai tahap karbon-14 yang sama dengan yang terdapat dalam sampel permukaan kontemporari, menunjukkan bahawa permukaan flotsam dengan cepat merosot ke parit terdalam di mana amphipods merendamnya.
Peta Mariana Trench dengan Challenger Deep berlabel, titik paling dalam yang diketahui di lautan dengan kedalaman kira-kira 36, 000 kaki. (Kmusser melalui Wikicommons CC BY 2.5) Walaupun tandatangan bom nuklear telah direkodkan beberapa batu di Barat Atlantik, tiada siapa yang melihatnya sebagai kedalaman sebelum ini. "Ini hanya menarik kerana semua keluar, " kata Robert Key, seorang ahli oceanography Princeton yang tidak terlibat dengan kajian ini. Dia menyatakan bahawa bermula kira-kira satu batu di bawah permukaan Pasifik Utara, tahap karbon-14 hampir sama dengan suasana atmosfer seperti sebelum ujian bom. "Tinggi karbon-14 [di amphipod] hanya boleh datang dari makanan yang turun dari atas, " katanya.
Banyak bahan yang dibuat dalam ujian bom nuklear yang tinggi di langit yang terdapat di dalam badan-badan amphipod yang mendalam mendalam menggarisbawahi hubungan intim antara aktiviti manusia dan yang paling terpencil di laut.
"Ini adalah hasil yang sangat luar biasa, tetapi saya tidak terkejut, " kata Timothy Shank, seorang penyelidik di Institut Oceanografi Woods Hole. "Sejak 25 tahun menjalankan eksplorasi dan penyelidikan ekosistem laut dalam, saya mendapati sambungan mereka kepada kami lebih dekat daripada yang kami fikir." Tandas dan pancuran mengintai dua batu ke bawah, katanya, sementara sampah plastik dan logam telah muncul lebih banyak daripada 30 jurang air di luar pantai timur Amerika Syarikat.
Dan ini bukan kali pertama para penyelidik melihat amphipods parit yang menangani sampah kemanusiaan. Kertas 2017 dalam Alam Semulajadi & Evolusi melaporkan bahawa amphipod dari dua parit Pasifik Barat terkandung tahap pencemar industri PCB, sekali digunakan secara meluas dalam peranti elektronik, dan PBDE, pelindung api. Dalam sesetengah amphipod Mariana Trench, tahap PCB sebanyak 50 kali lebih tinggi daripada paras yang terdapat dalam ketam yang ditangkap berhampiran Sungai Liaohe, salah satu daripada sungai yang paling tercemar di China.
Sun dan rakan sekerja tidak dilakukan dengan amphipod mereka atau ekosistem kaya yang berkembang di dalam lembah bawah laut ini. "Terdapat banyak makhluk di tempat yang sangat dalam, sangat gelap, " kata Sun. "Kami mahu memahami bagaimana ekosistem itu berurusan dengan aktiviti manusia ... dan bagaimana sistem bertindak balas terhadap pencemaran berat ini dari permukaan."
