Życie toczy się na głębokości niemal 10 000 metrów, w głębinach Morza Kamczackiego.

Morza otaczające Półwysep Kamczacki skrywają dwa z najgłębszych i najdłuższych rowów morskich na planecie. Są one orograficznym wyrazem tektoniki płyt, która stoi za potężnym trzęsieniem ziemi , które miało miejsce w tę środę na dalekim wschodzie Rosji. Misja naukowa odkryła teraz, że są one również domem dla najgłębszych ekosystemów na Ziemi. Wyniki około trzydziestu nurkowań podwodnych, opublikowane w tę środę w czasopiśmie „Nature” , pokazują, jak wiele złożonych organizmów żywych żyje w środowisku bogatym w metan i siarkowodór, ubogim w tlen i oczywiście nie dociera do nich nawet promień światła.

U wybrzeży Kamczatki, daleko na morzu, leży Rów Kurylsko-Kamczacki, przepaść o długości 2100 kilometrów, ciągnąca się na południe od Japonii. Tworząc kąt prawie 45°, styka się z zachodnią częścią Rowu Aleuckiego, który rozciąga się od Alaski, tworząc szczelinę w ziemi ciągnącą się na kolejne 2900 kilometrów. Oto jedne z najgłębszych obszarów na Ziemi, po Głębi Syreniej w Rowie Mariańskim .

Jego geneza tkwi w tym, że w tym regionie spotyka się aż sześć różnych płyt tektonicznych . Na przykład Rów Kurylsko-Kamczacki powstał w wyniku zderzenia płyty pacyficznej z płytą ochocką pod wpływem północnego ciśnienia płyty północnoamerykańskiej. Uważa się, że ta subdukcja jest przyczyną trzęsienia ziemi o magnitudzie 8,8 w tę środę. Ta dynamika tworzy dziury w skorupie ziemskiej sięgające nawet 9578 metrów. Tam, bez światła i tlenu, nie spodziewalibyśmy się życia, ale odkryto, że ono istnieje; i jest bardzo złożone, liczne i różnorodne.

„Znaleźliśmy mięczaki i siboglinidy na szerokim zakresie głębokości” – mówi w e-mailu badacz Władimir Morduchowicz z Narodowego Centrum Naukowego Biologii Morza im. A.W. Żyrmuńskiego (Rosja) i współautor badania opublikowanego w czasopiśmie „Nature” . Siboglinidy to mało znane zwierzęta żyjące w rurkach na dnie morskim. Znaleziono je w tzw. Dolinie Słodkiej Zimy – największej części dwóch rowów, która nigdy dotąd nie została zbadana i nie ma nazwy – na głębokości 9533 metrów. Na innym obszarze, który naukowcy nazwali Polem Bawełny ze względu na ich uderzające podobieństwo, znaleźli jeszcze głębsze skupisko (9566 metrów) tych stworzeń, aż do 5813 siboglinidów na metr kwadratowy.

Na nieco wyższych wysokościach odnotowali kilka gatunków małży, które przypominałyby omułki, gdyby nie fakt, że małże nie występują na głębokości 8764 metrów poniżej poziomu morza. Co więcej, te nowo odkryte stworzenia są chemosymbiotroficzne: „Pobierają węgiel organiczny od symbiotycznych mikroorganizmów zdolnych do asymilacji metanu lub wykorzystywania związków zredukowanych, zwłaszcza siarki” – wyjaśnia Morduchovich. Odkryli również różne gatunki ślimaków, a znacznie wyżej – pierwsze ryby głębinowe.

Megan Du z Instytutu Nauki i Inżynierii Głębinowej (IDSSE) Chińskiej Akademii Nauk i główna autorka badań wyjaśnia, jak te stworzenia przetrwały dzięki działaniu innych mikroskopijnych organizmów: „Symbiotyczne mikroby w tych zwierzętach wykorzystują energię uzyskaną z utleniania siarkowodoru lub metanu do syntezy związków organicznych” – wyjaśnia Du. CO₂ dociera do dna morskiego w postaci materii organicznej. „Metan obecny w osadach jest wynikiem mikrobiologicznej redukcji CO₂ pochodzącego z osadowej materii organicznej, podczas gdy siarkowodór powstaje w wyniku utleniania metanu i redukcji siarczanów” – wyjaśnia badaczka.

Są to zatem ekosystemy oparte na metanogenezie, najgłębsze jak dotąd odkryte. Niniejsza praca opiera się na 30 nurkowaniach wykonanych przez Fendouzhe , batyskaf IDSSE i symbol rozkwitającej eksploracji oceanów w Chinach. Oznacza to jednak, że zbadano zaledwie kilka kilometrów z ponad 5000 kilometrów, które łącznie pokrywają oba rowy. Naukowcy uważają, że tam na dole musi być znacznie więcej życia, znacznie więcej chemosyntetycznej fauny, która zdołała przetrwać w tak ekstremalnych warunkach.

Życie w „strefie śmierci”

Odkrycie ma istotne implikacje dla naszego zrozumienia głębokiego obiegu węgla. Analizy izotopowe wskazują, że metan w tych środowiskach jest wytwarzany przez aktywność mikrobiologiczną głęboko w warstwach osadowych, co może powodować sekwestrację znacznych ilości tego pierwiastka, tworząc złoża metanu, prawdopodobnie w postaci hydratów gazowych. W nocie Chińskiej Akademii Nauk stwierdzono, że odkrycie to podważa konwencjonalny pogląd, że najgłębsze ekosystemy oceaniczne są podtrzymywane głównie przez cząsteczkową materię organiczną pochodzącą z powierzchni. Nowe wyniki sugerują natomiast, że mogą być one podtrzymywane przez „źródło węgla z głębokiej warstwy podpowierzchniowej”, czytamy w nocie.

Profesor Douglas Bartlett z Instytutu Oceanografii Scripps na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego (USA) uważa tę pracę za „szokującą”. Argumentuje: „Ponieważ informuje o ogromnym rozmieszczeniu – na przestrzeni 2500 km! – społeczności chemosyntetycznych w Rowie Kurylsko-Kamczackim, jednym z najmniej zbadanych rowów na Ziemi, a także ponieważ stwierdzono, że społeczności te są bardzo głębokie”. Bartlett, mikrobiolog, brał udział w misji Deepsea Challenge , która w marcu 2012 roku zabrała reżysera filmowego i oceanografa Jamesa Camerona do trzeciego najgłębszego punktu na Ziemi – Głębi Syreny w Marianach. Znaleźli tam ślady mat bakteryjnych. Ale nic nie przypomina obecnych ekosystemów, które żyją w głębinach hadalnych. Ten termin odnoszący się do najgłębszych ekosystemów morskich pochodzi od francuskiego hadal , strefy śmierci, co odnosi się do greckiego boga podziemi, Hadesa.

„Uzyskali solidne dane geochemiczne i izotopowe, które potwierdzają powszechną obecność mikrobów wytwarzających metan oraz mikrobów zdolnych do beztlenowego [beztlenowego] utleniania metanu w asocjacji syntroficznej [żywiącej się metabolizmem innych organizmów] z bakteriami redukującymi siarczany” – zauważa Bartlett. Ta konkretna forma metanogenezy jest niezwykle istotna dla amerykańskiego naukowca, który nie był zaangażowany w nowe badania: „Artykuł wskazuje również na charakterystyczne fazy metanu obecne na głębokościach hadalnych i postuluje, że hadalne zimne emanacje mogą powstawać w innym mechanizmie niż te obecne na płytszych głębokościach”. Jeśli te doniesienia się potwierdzą, będziemy poszukiwać alternatywnego sposobu podtrzymywania życia w miejscu, które etymologicznie nazywa się „strefą śmierci”.