אף מקום על פני כדור הארץ אינו נקי מהשפעה אנושית - אפילו לא קרקעית התעלות העמוקות ביותר באוקיאנוס.
נוצרים דמויי שרימפס משלושה תעלות באוקיאנוס המערבי באוקיאנוס השקט התגלסו במזון ששקע מתחת לפני השטח, והותירו חתימה כימית ייחודית מבדיקות פצצה גרעינית בת עשרות שנים בגופם של סרטני הים העמוקים. הממצאים, שפורסמו לאחרונה במכתבי מחקר גיאופיזיים, לא רק עוזרים למדענים ימיים להבין כיצד שורדים תושבי הקרקע הללו, אלא גם מדגישים את העומקים שאליהם יכולה השפעת האנושות לחדור.
תעלות עמוקות באוקיאנוס עשויות להיות בין הפינים הנחשקים ביותר על כדור הארץ. העמוק שבהם, תעלת מריאנה באוקיאנוס השקט, מגיע עד לגובה של 36, 000 רגל מתחת לפני הים. (הר אוורסט יכול היה לשבת בתחתית, ופסגתו עדיין הייתה שוכבת מתחת ליותר מקילומטר של מים.) בתחתית הטמפרטורות מרחפות מעט מעל הקפאה והמים מפעילים לחץ יותר מפי אלף מורגש על פני השטח.
"מבחינה ביולוגית, תעלות [אוקיאניות] נראות כבית הגידול הבתולי ביותר ביותר על פני כדור הארץ", אומר ויידונג סאן, גיאוכימאי במכון לאוקיאונולוגיה בסין ושותף למחקר החדש. "אנו מעוניינים כיצד החיים שורדים שם למטה, מה מקור המזון שלהם והאם יש לפעילות אנושית השפעה כלשהי."
Lanceola clausi, אמפיפוד כלבי השור, מין נדיר במים עמוקים שנלכד מתחת ל -1, 000 מטר. (רוס הופקרופט / ארכיב ההיסטוריה האוניברסלית / UIG באמצעות Getty Images) במעמקים החשוכים ההם, אחד המפצפצים הנפוצים ביותר הוא אמפיפוד דמוי שרימפס, משפחה של סרטנים אשר מפחידים את קרקעית האוקיינוס לאוכל. מאיפה האוכל הזה מגיע הוא ויכוח. מקורות פוטנציאליים כוללים חריצים המסתבכים מהמשקעים הפנימיים בכדור הארץ העשיר בחומרים מזינים המחליקים במורד קירות תעלה תלולים, או דטריטוס טעים שמתפשט אל פני השטח.
המון לאחרונה של אמפיפודים בים עמוק הציע לשמש ולקולגות הזדמנות לפתור את התעלומה הימית הזו. באמצעות מלכודות פיתיון, שני ספינות מחקר סיניות בשנת 2017 קצרו אמפיפודים משלוש תעלות במערב האוקיאנוס השקט, כולל תעלת מריאנה המפורסמת. צוותו של סאן ניתח כימית את רקמת השריר ותפקידי המעיים של אמפיפודים ומצא רמות גבוהות של פחמן -14, גרסה כבדה של פחמן. הרמות תואמות מקרוב את השפע שנמצא בקרבת פני האוקיאנוס, שם כמות הפחמן -14 גבוהה מהרגיל בזכות ניסויי פצצה גרעינית שנערכו לפני יותר מחצי מאה.
הפחמן מגיע בכמה זנים שונים על סמך כמה נויטרונים שמוחבקים בגרעין האטומי שלו. בערך אחד מכל טריליון אטומי פחמן בכדור הארץ יש שני נויטרונים נוספים. צורה זו, המכונה פחמן -14, מופיעה באופן טבעי הודות לחלקיקים אטומיים במהירות גבוהה מהחלל העמוק המתחבט באטומי חנקן. אבל באמצע המאה העשרים, בני האדם הכפילו את כמות הפחמן -14 באטמוספרה.
על פי נתוני הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית, בין השנים 1945 עד 1963 ארצות הברית וברית המועצות (במעט עזרה מבריטניה וצרפת) הפעילו כמעט 500 פצצות גרעין, 379 מהן התפוצצו באטמוספירה. בדיקות אלה העלו באופן דרמטי את כמות הפחמן -14 בכוכב הלכת שלנו. אמנת איסור הבדיקה משנת 1963 עצרה את המבחנים האטמוספריים ביותר ומתחת למים, ורמות פחמן -14 באטמוספירה החלו חזרה איטית לשגרה - אם כי הן עדיין גבוהות יותר מאשר רמות טרום גרעיניות - כמי אוקיינוס וחיים יבשתיים ספג פחמן מהאוויר.
ירידה קבועה זו של פחמן -14, שיש לה מחצית חיים של כ- 5, 730 שנה, הפכה לכלי שימושי לבחינת גיל ומקור החומר האורגני. לאורך חייו של כל אורגניזם הוא נצמד לפחמן בסביבה. כאשר האורגניזם מת, החלפה הזו נפסקת. על ידי מדידת כמות הפחמן בצורת פחמן -14, החוקרים יכולים לקבוע מתי מת אורגניזם.
במקומות שונים על כדור הארץ יש גם מלאי משתנה מאוד של פחמן -14. חומר אורגני מתוך כדור הארץ נטול ברובו פחמן -14. למשקעים מקירות תעלת האוקיאנוס יש גם רמות נמוכות מאוד. אך חומר מפני השטח של האוקיאנוס משקף את הכמויות הגבוהות יחסית באטמוספירה.
ברקמת השריר של אמפיפודים שנקטפו, רמות פחמן -14 התאימו מאוד לשפע פני השטח משנת 2004 עד 2007, מה שמרמז כי יצורים אלה חיים יותר מעשור. בני הדודים שלהם קרוב לפני השטח חיים בדרך כלל שנתיים בלבד. האוכל המזין המעוכל טרי במעיים של אמפיפודים היה, בינתיים, רמות של פחמן -14 הדומות לאלו שנמצאו בדגימות פנים עכשוויות, מה שמצביע על כך ששטף השטח צולל במהירות לתעלות העמוקות ביותר שם מציפים את האמפיפודים אותו.
מפה של תעלת מריאנה עם תווית צ'לנג'ר עמוק, הנקודה העמוקה ביותר הידועה באוקיינוס בעומקה של כ- 36, 000 רגל. (Kmusser דרך Wikicommons CC BY 2.5) אמנם חתימת הפצצה הגרעינית תועדה כמה קילומטרים במערב האוקיאנוס האטלנטי, אך איש לא ראה אותה כמעמקים אלה לפני כן. "זה פשוט מעניין כשכולם יוצאים", אומר רוברט קי, צלם האוקיאנוס של פרינסטון שלא היה מעורב במחקר זה. הוא מציין כי החל מקילומטר מתחת לפני השטח של צפון האוקיאנוס השקט, רמות פחמן -14 תואמות מקרוב את נראות האווירה לפני בדיקות הפצצה. "הפחמן הגבוה -14 [באמפיפודים] יכול היה לבוא רק ממזון שירד מלמעלה, " הוא אומר.
שפע החומר שנוצר במבחני פצצה גרעינית גבוה בשמיים שנמצאו בגופם של אמפיפודים שוכנים עמוק מדגיש קשר אינטימי מאוד בין פעילות אנושית לגובה הים המבודד ביותר.
"אלה אכן תוצאות יוצאות דופן, אך אינני מופתע, " אומר טימותי שאנק, חוקר במכון וודסי הול אוקיאנוגרפי. "החל מ 25 שנה של ביצוע חיפושים ומחקר על מערכות אקולוגיות בים עמוק, אני מוצא את הקשר שלהם אלינו קרוב יותר ממה שחשבנו אי פעם." שירותים ומקלחות אורבים שני קילומטרים למטה, הוא אומר, בעוד שאשפה מפלסטיק ומתכת הגיעה ליותר יותר מ 30 קניונים במים עמוקים מול החוף המזרחי של ארצות הברית.
וזו לא הפעם הראשונה שחוקרים רואים אמפיפודים תעלות העוסקים בסרבנות האנושות. במאמר משנת 2017 שנערך ב- Nature Ecology & Evolution דווח כי אמפיפודים משני תעלות מערב פסיפיק מכילים רמות גבוהות של המזהמים התעשייתיים PCB, שפעם היו בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים, ו- PBDE, מעכב בעירה. בכמה אמפיפודים של תעלת מריאנה, רמות ה- PCB היו גבוהות פי 50 מהרמות שנמצאו בסרטנים שנתפסו בסמוך לנהר ליהואה, אחד הנהרות המזוהמים ביותר בסין.
שמש ועמיתיהם לא גמרו עם דו-המצעים שלהם או עם המערכת האקולוגית העשירה שפורחת בקניונים התת-מימיים האלה. "יש המון יצורים במקומות העמוקים והחשוכים מאוד", אומר סאן. "אנו רוצים להבין כיצד המערכת האקולוגית מתמודדת עם פעילות אנושית ... וכיצד המערכת מגיבה לזיהום הכבד הזה מפני השטח."
