Scafandrii descoperă ceva uluitor la 10 km sub ocean.

Far sub rutele de navigație și recifele de corali, o echipă internațională a coborât într-o prăpastie tăcută, fără lumină, în nord-vestul Pacificului. Ce au filmat la aproape 10 kilometri adâncime nu a fost un pustiu sterp, ci un habitat aglomerat, alimentat în liniște de energia chimică ce se scurge din fundul mării.

O lume ascunsă, dincolo de raza luminii solare

Sub aproximativ 6.000 de metri, oceanul intră în ceea ce oamenii de știință numesc zona hadală. Presiunea de acolo strivește oțelul, temperaturile plutesc chiar peste punctul de îngheț, iar lumina soarelui nu ajunge niciodată. Timp de decenii, manualele au descris aceste tranșee ca fundături biologice: viermi răzleți, carcase în derivă, și cam atât.

Cea mai recentă misiune în Groapa Kuril–Kamceatka, între Peninsula Kamceatka a Rusiei și insulele nordice ale Japoniei, a răsturnat această imagine. Folosind submersibilul cu echipaj Fendouzhe și platforme de tip lander pentru adâncimi mari, cercetătorii au raportat comunități dense de animale, adunate în jurul fisurilor din fundul mării, unde ies la suprafață fluide bogate în substanțe chimice.

La aproape 10.000 de metri adâncime, oamenii de știință au cartografiat un lanț de oaze alimentate cu metan, întins pe mii de kilometri de-a lungul fundului tranșeei.

În loc să se bazeze pe lumină și fotosinteză, aceste comunități funcționează pe baza reacțiilor dintre metan, hidrogen sulfurat și apa mării. Bacteriile de la baza rețelei trofice canalizează această energie chimică în materie organică, iar tot restul se construiește deasupra acestei fundații invizibile.

Groapa Kuril: o cicatrice în scoarță, vie la margini

Groapa Kuril–Kamceatka marchează limita unde placa tectonică a Pacificului se scufundă sub placa mai mică Ohotsk. Această zonă de subducție, mai adâncă de 10.000 de metri pe alocuri, acționează ca un fel de scurgere pentru scoarța oceanică. Pe măsură ce sedimentele și rocile coboară, fluidele prinse sunt stoarse și urcă înapoi prin falii din fundul mării.

În timpul croazierei din 2024 a navei de cercetare Tan Suo Yi Hao, oamenii de știință au combinat sonar de înaltă rezoluție, camere și carotaje de sedimente pentru a urmări aceste emanații. Analizele chimice au arătat metan îmbogățit în izotopi ușori ai carbonului - o amprentă a activității microbiene, nu a rezervoarelor de combustibili fosili. Bacteriile din nămol par să transforme dioxidul de carbon în metan, care apoi hrănește alți microbi, mai sus în sediment.

Aceste „fabrici” microbiene formează baza unui lanț trofic compact și eficient. Viermii tubolari, scoicile și micile crustacee se concentrează în jurul emanațiilor, folosind țesuturi specializate pentru a valorifica acel venit chimic constant.

În loc de gură și intestin, mulți viermi din tranșee poartă parteneri bacterieni interni care funcționează ca reactoare chimice vii.

Animale construite pentru adâncimi zdrobitoare

Camerele de pe Fendouzhe au surprins desișuri de viermi tubolari palizi, ridicându-se din nămolul întunecat ca niște stufuri fantomatice. Acești viermi siboglinizi nu au sistem digestiv. În schimb, găzduiesc populații dense de bacterii simbiotice într-un organ numit trofosom. Bacteriile oxidează metanul sau sulful și furnizează nutrienți direct gazdelor.

În jurul lor, cercetătorii au identificat mai mulți alți locuitori adaptați la adâncimi extreme:

• Bivalve mari, cu cochilii groase, ancorate în sedimentele din zonele de emanații.
• Amfipode, crustacee asemănătoare creveților, care consumă resturi și pasc pe covoare bacteriene.
• Castraveți de mare (holoturii) care cern nămolul pentru particule organice.
• Nevertebrate minuscule, transparente, care trăiesc în spațiile dintre granulele sedimentului.

Fiecare specie se confruntă cu o presiune de peste o mie de ori mai mare decât la suprafață. Membranele lor celulare conțin lipide flexibile care mențin proteinele funcționale sub compresie. Multe prezintă ritmuri lente de creștere, schelete reduse și o utilizare extrem de eficientă a energiei. Nivelurile de oxigen scad adesea aproape de zero imediat sub suprafața sedimentului, astfel că animalele se bazează pe metaboliseme lente, controlate și, în unele cazuri, pe căi chimice alternative pentru a gestiona produșii reziduali.

Un lanț de oaze pe fundul tranșeei

Emanațiile din Groapa Kuril nu se află într-un singur punct fierbinte. Cartografierea și datele sonar sugerează habitate similare aliniate de-a lungul tranșeei pe aproximativ 2.500 de kilometri. Fiecare emanație acționează ca o insulă compactă de productivitate, înconjurată de o întindere de nămol sărac în nutrienți.

Interval de adâncime	Caracteristică-cheie	Sursa dominantă de energie
0–200 m	Ape de suprafață luminate de soare	Fotosinteză
200–6.000 m	Ocean pelagic adânc	Particule organice care cad
6.000–11.000 m	Tranșee hadale și emanații	Reacții chimice (chemosinteză)

Această dispunere „în petice” contează. Speciile trebuie să colonizeze emanații noi pe măsură ce cele vechi se închid, deoarece fluxul de fluide depinde de mici schimbări geologice. Această dinamică impune dispersie și adaptare constantă. Unele larve probabil derivă în curenții adânci între segmentele tranșeei, însămânțând comunități proaspete acolo unde condițiile permit.

Regândirea locurilor unde viața poate începe și poate supraviețui

Descoperirea unor ecosisteme stabile și active la asemenea adâncimi are consecințe directe pentru astrobiologie. Emanațiile hadale arată că rețele trofice complexe pot apărea oriunde există apă, o sursă de dezechilibru chimic și suprafețe de care microbii să se poată prinde - chiar și în întuneric total.

Cercetătorii compară deja aceste locuri cu potențiale habitate din afara Pământului. Mediile subterane de pe Marte ar putea găzdui buzunare de apă care interacționează cu roca, eliberând hidrogen și alți compuși. Oceanele ascunse de pe luna Europa (a lui Jupiter) și luna Enceladus (a lui Saturn) probabil intră în contact cu nuclee stâncoase, generând gradienți chimici similari.

Dacă microbii și animalele prosperă la 10.000 de metri, alimentate exclusiv de chimia dintre rocă și apă, procese similare ar putea susține viața sub oceane extraterestre acoperite de gheață.

Studiind ce reacții hrănesc microbii din tranșee și cât de repede transformă aceștia energia în biomasă, oamenii de știință obțin un șablon pentru unde să caute în alte locuri. Modelele oceanului de pe Europa, de exemplu, includ acum scenarii în care ecosisteme bazate pe metan sau sulfuri se grupează lângă izvoare hidrotermale de pe fundul mării.

O frontieră fragilă, sub presiune industrială

Deși această descoperire deschide noi orizonturi științifice, ridică și întrebări incomode despre planurile umane pentru oceanul adânc. Mai multe țări și companii testează în prezent tehnologii pentru a exploata metale din câmpiile abisale și de pe munții submarini, vizând noduli bogați în cobalt, nichel și elemente de pământuri rare.

Comunitățile din Groapa Kuril se află în zone care nu sunt încă vizate pentru astfel de activități, dar ocupă același interval de adâncime și împart tipuri de sedimente similare cu zone potențiale de extracție din alte regiuni. Norii de sedimente, zgomotul și perturbarea fizică produse de echipamentele de minerit ar putea călători pe distanțe mari în curenții adânci, acoperind sau destabilizând habitate pe care oamenii de știință abia au început să le cartografieze.

Zona hadală joacă, de asemenea, un rol în stocarea carbonului pe termen lung. Materia organică se scufundă, se îngroapă în sedimentele tranșeelor și, în unele cazuri, reacționează cu mineralele. Perturbarea acestei stocări de durată ar putea schimba cât carbon reține marea adâncă de-a lungul secolelor.

Ce înseamnă asta pentru climă, oceane și misiunile viitoare

Ecosistemele de emanații din adâncuri influențează chimia oceanului global în moduri subtile. Microbii de la emanațiile Kuril consumă metan - un gaz cu efect de seră puternic. Fără ei, mai mult metan ar putea scăpa în coloana de apă și, eventual, în atmosferă. Echilibrul dintre consumul microbian și scurgeri rămâne slab constrâns la adâncimi de tranșeu, dar acest nou studiu arată că filtrele biologice se întind mult mai adânc decât se documentase anterior.

Pentru oceanografie, rezultatele din Kuril sunt un semnal puternic că pe hărțile noastre rămân pete oarbe mari. Doar o fracțiune infimă a fundului hadal a fost vizitată de vehicule cu echipaj sau de camere de înaltă rezoluție. Multe tranșee din Pacific și Oceanul Indian nu au fost niciodată investigate pentru emanații sau „puncte fierbinți” biologice.

Misiunile viitoare încep deja să prindă contur. Inginerii plănuiesc vehicule autonome mai robuste, capabile să rămână la adâncime săptămâni întregi, derivând de-a lungul pereților tranșeelor, „mirosind” anomalii chimice și trimițând video în timp real. Biologii, între timp, dezvoltă tehnici pentru a menține organismele hadale în viață la presiunea de la suprafață, pentru studii detaliate în laborator, folosind vase presurizate care imită condițiile abisale.

Pentru cititorii interesați de mecanismul de bază, procesul-cheie din inima acestor comunități este chemosinteza. Anumite bacterii folosesc enzime pentru a captura electroni din compuși precum hidrogenul sulfurat sau metanul. Apoi folosesc acești electroni pentru a fixa dioxidul de carbon în zaharuri și alte molecule organice. Această chimie seamănă, într-un mod aproximativ, cu ceea ce se întâmplă în cloroplaste în timpul fotosintezei, dar înlocuiește lumina solară cu energia chimică stocată în roci și fluide.

O modalitate practică de a înțelege scara este să compari un izvor hidrotermal de pe o dorsală medio-oceanică cu o emanație hadală dintr-o tranșee. Izvoarele tind să fie mai fierbinți și mai spectaculoase vizual, cu plumi care se ridică în coloane. Emanațiile hadale par liniștite și reci, dar pot dura mai mult și pot acoperi suprafețe mai mari. Ambele generează insule de productivitate în adânc, fiecare cu propria asamblare de microbi și animale specializate.