אם הייתם פוגעים בקרקעית הים וממשיכים לנסוע למטה, הייתם נתקלים במערכת אקולוגית שלא דומה לכל כדור הארץ. מתחת לכמה מאות מטרים של משקע רצפת קרקע נמצא קרום כדור הארץ: שכבות עבותות של סלע לבה הפועלות עם סדקים המכסים כ -70% משטח כדור הארץ. מי ים זורמים דרך הסדקים, והמערכת הזו של סיבובים כבולי סלע היא אדירה: זהו האקוויפר הגדול ביותר על פני כדור הארץ, המכיל 4% מנפח האוקיאנוס הגלובלי, אומר מארק ליבר, אקולוג שחוקר רכיבה על פחמן אנאירובי (ללא חמצן) באורהוס. האוניברסיטה בדנמרק.
קרום קרקעית-הקרקע עשוי להיות גם המערכת האקולוגית הגדולה ביותר על פני כדור הארץ, כך עולה ממחקר חדש שנערך על ידי Lever, שפורסם החודש ב- Science . במשך שבע שנים דגג סלע בזלת בן 3, 5 מיליון שנה שנאסף מגובה 565 מטר מתחת לקרקעית האוקיאנוס - עומק כמעט שני מגדלי אייפל הערומים - ומצא חיידקים חיים. חיידקים אלה חיים הרחק מיישובי החיידקים המשגשגים ברכסים באמצע האוקיאנוס, והם שורדים בכך שהם מלטפים אט אט גופרית ומינרלים אחרים לאנרגיה.
אבל עד כמה גדולה המערכת האקולוגית המונעת בכימיה זו ששורדת לחלוטין ללא חמצן? אם התוצאות מהמדגם שנאסף מתחת לקרקעית הים מול חופי מדינת וושינגטון דומות לאלו שנמצאו ברחבי כדור הארץ, אזי קהילות מיקרוביאליות מגוונות יכולות לשרוד בכל קרום האוקיאנוס, המכסה שני שליש משטח כדור הארץ ובאופן פוטנציאלי הולך עמוק מיילים.
בקרום התת קרקעי יש המון מקום ומינרלים עשירים באנרגיה - בית גידול פוטנציאלי מסביר פנים לקהילה מיקרוביאלית גדולה - "אבל אין לנו מושג איך נראית המערכת האקולוגית", אומרת ג'ולי הובר, צלמת אוקיינוס מיקרוביאלית במעבדה הביולוגית הימית. בוודס הול, מסצ'וסטס. "הראיות של מארק מצביעות על כך שהוא עולם שונה מאוד."
חיידקים שמקבלים את האנרגיה שלהם ממינרלים ולא מאור שמש, רחוקים מלהיות נדירים. הידוע ביותר מבין החיידקים הכימואוטוטרופיים או הכימוסינתטיים הללו הם אלה שנמצאים בשקעים הידרותרמיים בים העמוק. חלק מחיידקים אלה חיים בסימביוטיות עם תולעי שפכים ענקיות, מולים וצדפות, ומספקים אנרגיה מיוצרת כימית לאורגניזמים גדולים יותר כאשר הם "נושמים" את המים העשירים בגופרית המתפרצים מהאוורור - שלא כמו איך הצמחים ממירים אור שמש לאנרגיה על פני השטח. חיידקים כימוסינתטיים נמצאים גם במעבים הרקבים והעניים בחמצן של ביצות מלח, מנגרובים ומצעי עשב ים - "בכל מקום שיש לך בוץ שחור מסריח, אתה יכול לקבל אוטוטרופיה כימית, " אומר צ'אק פישר, ביולוג בים עמוק בפנסילבניה. אוניברסיטת סטייט בקולג 'פארק.
אך מה שהופך את המיקרובים התת-קרקעיים של ליבר שונים זה שהם אינם משתמשים כלל בחמצן. החיידקים הסימביוטיים באוורור הידרותרמי מתוארים לעתים קרובות כ"חיים ללא אור שמש ", אך הם עדיין מסתמכים על אור שמש בעקיפין על ידי שימוש בחמצן המיוצר מהשמש בתגובה הכימית לייצור אנרגיה. חיידקים כימוסינטטיים בביצות מלח ניזונים מפירוק של צמחים ובעלי חיים, שקיבלו את האנרגיה שלהם מאור השמש. אפילו משקעים בים עמוק מצטבר ממגוון של בעלי חיים מתים, צמחים, חיידקים וכדוריות צואה הנשענות על אנרגיית אור.
לעומת זאת, חיידקי הקרום האוקיאני מסתמכים לחלוטין על מולקולות שאינן מכילות חמצן שמקורן בסלע והוסרו לחלוטין מפוטוסינתזה, כגון סולפט, פחמן דו חמצני ומימן. "במובן זה זהו יקום מקביל, בכך שהוא פועל על סוג אחר של אנרגיה, " אומר ליבר. מולקולות אלה מספקות הרבה פחות אנרגיה מחמצן, ויוצרות מעין תנועת מזון איטית של מיקרוביאלית. אז במקום להתחלק ולצמוח במהירות כמו חיידקים רבים מבוססי חמצן, פישר חושד שמיקרובים בקרום כדור הארץ עשויים להתחלק אחת למאה או אלף שנה.
אוורור הידרותרמי, מכוסה בתולעי צינור, מפזר עשן גופרית שחור על רכס חואן דה פוקה. חיידקי הקרום האוקיאני נאספו מאות מטרים מתחת לקרקעית הים מתחת לרכס זה. (צילום דרך אוניברסיטת וושינגטון; NOAA / OAR / OER) אבל רק בגלל שהם איטי זה לא אומר שהם נדירים. "יש המון נתונים שיש ביוספרה גדולה ויצרנית מאוד מתחת לפני השטח", אומר פישר.
בנוסף, גדלי אוכלוסיית החיידקים באזורים שונים בקרום עשויים להשתנות מאוד, מציין הובר. באמצעות מחקריה על הנוזל שנמצא בין הסדקים בקרום, היא מספרת כי באזורים מסוימים הנוזל מכיל מספר זהה של חיידקים כמו מים עמוקים בים עמוק שנאספו בעומק אוקיינוס של 4, 000 מטר (2.5 מיילים): סביב 10, 000 מיקרוביאל תאים למיליליטר. באזורים אחרים, כמו ברכס חואן דה פוקה באוקיאנוס השקט, שם מצא ליבר את החיידקים שלו, ישנם פחות תאים, בערך 8, 000 מיקרובים למיליליטר. ובאזורים אחרים, כמו בנוזל לא מחומצן בעומק האוורור ההידרותרמי, יכולים להיות כ 10 - יותר.
זה לא רק מספר החיידקים שמשתנים בהתאם למיקום - יתכן שמינים חיידקים שונים נמצאים בסוגים שונים של קרום. "סוגים שונים של סלעים וסוגים שונים של כימיה אמורים לגרום לסוגים שונים של חיידקים", אומר אנדראס טסקה, אקולוג מיקרוביאלי בים עמוק באוניברסיטת צפון קרוליינה בצ'אפל היל ומחבר משותף לעיתון של ליבר. רכס חואן דה פוקה הוא אזור חם יחסית המתפוצץ בסלע חדש, הנוטה להיות עשוי ממינרלים תגוביים יותר ובכך מסוגל לספק יותר אנרגיה. חלקים אחרים של הקרום הם ישנים יותר, מורכבים ממינרלים שונים ומצננים יותר. ובאזורים מסוימים מים מחומצן מגיעים עד הסדקים.
מי הים החודרים האלה שומרים על מערכת אקולוגית תת-קרקעית זו מפני קיום במישור נפרד לחלוטין מהמערכת החמצן שלנו. "הקרום משחק תפקיד משמעותי בהשפעה על ההרכב הכימי של האוקיאנוס והאווירה, ובסופו של דבר השפעה על מחזורים על פני כדור הארץ, " אומר ליבר . חלק מהתרכובות שנוצרו על ידי חיידקי קרום אוקיאני מסלע הם מסיסים במים, ובסופו של דבר ייכנסו לאוקיאנוס. גופרית, למשל, קיימת במאגמה - אך לאחר שהמיקרובים משתמשים בה לצורך אנרגיה, היא מומרת לסולפט. ואז זה מתמוסס ו הופך לחומר מזין חשוב בשרשרת המזון של האוקיאנוס.
הממצא של מנוף של קהילה מיקרוביאלית בקרום עשוי לזרז את הקהילה המדעית לענות על שאלות אלה. לדוגמא, אילו סוגים של חיידקים נמצאים היכן הם מתקיימים באמצעות סדקים קשורים זה בזה בסלע, ואיזה תפקיד הם ממלאים באופניים מינרלים ורכיבים תזונתיים? במובנים מסוימים, זו עבודת חקר בסיסית מאוד. "הרבה ממה שאנחנו עושים על קרקעית הים דומה למה שאנחנו עושים במאדים ברגע זה", אומר הובר. "בקרת הסקרנות דומה מאוד להפעלת ROV מתחת לאוקיאנוס."
למידע נוסף על הים העמוק מפורטל האוקיאנוס של סמיטסוניאן.
