Avvolto in strati di coperte per il calore, Laura Zinke si stabilì per un giro di due ore sul fondo dell'oceano. La temperatura è scesa notevolmente una volta che lei e i suoi colleghi hanno superato la profondità ancora toccata dalla luce del sole, e avrebbe continuato a scendere mentre un ingegnere manovrava il sommergibile da ricerca Alvin sempre più in profondità verso il fondo del mare. Attraverso un piccolo oblò, Zinke vide passare delle creature fluorescenti.

"Guardare fuori dalla finestra era come guardare il cielo notturno, ma le stelle si muovono, " disse Zinke, che sta lavorando per il suo dottorato di ricerca. in biologia marina e oceanografia biologica presso la USC Dornsife.

La sua discesa nella biosfera profonda, un habitat che comprende il fondale oceanico costituito da sedimenti brulicanti di microbi e il sottostante fondo roccioso sottomarino, faceva parte di una crociera di ricerca scientifica verso l'affioramento di Dorado. La cresta rocciosa si trova a 125 miglia al largo della costa occidentale del Costa Rica, circa due miglia sotto la superficie dell'oceano. La sua missione era raccogliere campioni di acqua e sedimenti da riportare per i test e raccogliere dati sui microbi che vivono intorno al sito.

In qualità di assistente di ricerca affiliato al Center for Dark Energy Biosphere Investigations (C-DEBI), con sede presso la USC Dornsife, La ricerca di Zinke aiuterà a sviluppare la comprensione da parte degli scienziati della biosfera profonda.

"Quando pensiamo all'oceano, la maggior parte delle persone pensa alla superficie dell'oceano e agli ambienti costieri vicini alle coste, " ha detto Jan Amend, direttore del C-DEBI e professore di scienze della terra e scienze biologiche. "Ma la maggior parte dell'oceano non è vicino alle coste, e la maggior parte non è in superficie."

L'oceano copre circa il 70% della Terra, raggiungendo una media di due miglia. In fondo, il fondo del mare misura altre sei miglia o più di profondità nei suoi punti più spessi, rendendolo uno dei più grandi habitat sulla Terra e uno dei più difficili da esplorare.

"È una grande operazione simile a una missione della NASA, veramente, "Emenda detto.

E come la NASA, C-DEBI ha, dalla sua fondazione nel 2010, ha cercato di espandere la portata dell'umanità in questa frontiera inesplorata. I ricercatori del centro hanno fatto della loro missione la comprensione di questo ecosistema, dal sedimento fangoso ai microrganismi che chiamano il fondale sottomarino la loro casa.

"Vogliamo scoprire che tipo di organismi abitano quegli spazi. In che modo sono simili o diversi dagli organismi che conosciamo dall'oceano aperto o dal mondo di superficie? Quanti ce ne sono? Come sono distribuiti? Quanto sono diverse queste comunità ?" Modifica detto.

Poiché l'ecosistema del fondo marino è così vasto, quasi certamente influenza il clima del mondo, secondo Julie Huber, Direttore associato di C-DEBI e scienziato associato presso il Marine Biological Laboratory in Massachusetts.

"Stiamo cercando di capire il ruolo che questi microbi svolgono in alcuni dei processi geochimici più elementari e come influenzano l'ambiente del nostro pianeta, " lei disse.

C-DEBI è un centro scientifico e tecnologico finanziato dalla National Science Foundation guidato da 10 scienziati, compresi Amend e Huber, in rappresentanza di otto istituzioni negli Stati Uniti. È anche l'hub principale per gli scienziati che studiano la biosfera profonda. Il centro offre borse di studio e borse di studio, così come un solido programma educativo "dalla K al grigio" che promuove l'educazione STEM sia per i professionisti che per i principianti.

Dal suo lancio, la ricerca prodotta dagli scienziati di C-DEBI ha portato a scoperte rivoluzionarie che gettano le basi per comprendere la vita sotto l'oceano.

Un recente studio pubblicato da Doug LaRowe, assistente professore (ricerca) di scienze della terra presso la USC Dornsife, caratterizzato per la prima volta i sedimenti marini su scala globale. Il suo lavoro ha prodotto una stima della quantità totale di sedimenti marini negli oceani, lo spessore medio della coltre sedimentaria, una stima di quanta acqua è intrappolata in quei sedimenti, e la temperatura dei sedimenti e dell'acqua sul fondo dell'oceano.

Questi numeri sono incredibilmente utili per i ricercatori perché forniscono informazioni scientifiche fondamentali che aiutano a stabilire le conoscenze di base della biosfera profonda, spiegato Modifica, che ha collaborato con LaRowe. Ad esempio, hanno scoperto che la quantità di acqua che si stima sia intrappolata nei sedimenti marini è quasi tre volte quella di tutti i ghiacciai e le calotte glaciali dei continenti.

"I sedimenti marini risultano essere il secondo più grande serbatoio d'acqua dopo l'oceano, " Amend ha detto. "Sono un secondo lontano - circa il cinque percento della quantità di acqua dell'oceano - ma ora possiamo iniziare a porre domande sullo scambio di acqua dall'oceano ai sedimenti e sullo scambio di massa, nutrienti, energia, organismi. È enorme per noi scienziati".

In un altro importante studio, Il ricercatore C-DEBI Steve D'Hondt dell'Università del Rhode Island ha screditato una comprensione di lunga data dei sedimenti marini. Gli scienziati credevano che i sedimenti oceanici non contenessero ossigeno misurabile al di sotto di pochi centimetri. Guardando i campioni da una vasta gamma di località, D'Hondt scoprì che l'ossigeno era, infatti, ancora misurabile fino al basamento roccioso in alcuni punti, anche se non tutti.

Questo è importante perché significa che gli organismi che vivono in quei sedimenti possono essere utilizzatori di ossigeno. "Il tipo di metabolismo che svolgono è diverso da quello che pensavamo, " Modifica ha detto. "E 'stato davvero, davvero una grande scoperta."

Guardando avanti, Amend ha affermato che i ricercatori di C-DEBI concentreranno il loro lavoro sulla comprensione della vita microbica della biosfera profonda.

Questi passaggi sono fondamentali per la scoperta scientifica, ma anche per un altro motivo, disse Huber.

"È il tipo di scienza che cattura l'immaginazione delle persone ed è così importante nella formazione della prossima generazione di scienziati". Quelli come Zinke.

"Prima di C-DEBI non c'era un corpo centrale che dicesse che la biosfera profonda è importante, e dobbiamo andare avanti e studiarlo, " ha detto Zinke. "Ma stiamo esaminando le domande scientifiche di base che significano molto in termini di come si evolve la vita, e come la chimica degli oceani influenza il nostro mondo.

"È stato davvero fantastico entrare a far parte di questa struttura di ricerca".