Carbonio radioattivo rilasciato nell'atmosfera da 20 ^ns i test nucleari del secolo scorso hanno raggiunto le parti più profonde dell'oceano, nuovi risultati della ricerca.

Un nuovo studio sulla rivista di AGU Lettere di ricerca geofisica trova la prima prova di carbonio radioattivo dai test di bombe nucleari nei tessuti muscolari dei crostacei che abitano le fosse oceaniche della Terra, compresa la Fossa delle Marianne, sede del punto più profondo dell'oceano.

Gli organismi sulla superficie dell'oceano hanno incorporato questa "bomba al carbonio" nelle molecole che compongono i loro corpi dalla fine degli anni '50. Il nuovo studio rileva che i crostacei nelle fosse profonde dell'oceano si nutrono di materia organica di questi organismi quando cade sul fondo dell'oceano. I risultati mostrano che l'inquinamento umano può entrare rapidamente nella rete alimentare e raggiungere le profondità dell'oceano, secondo gli autori dello studio.

"Anche se la circolazione oceanica impiega centinaia di anni per portare l'acqua contenente bombe [carbonio] alla fossa più profonda, la catena alimentare lo raggiunge molto più velocemente, " ha detto Ning Wang, un geochimico presso l'Accademia cinese delle scienze di Guangzhou, Cina, e autore principale del nuovo studio.

"C'è un'interazione molto forte tra la superficie e il fondo, in termini di sistemi biologici, e le attività umane possono influenzare i biosistemi anche fino a 11, 000 metri, quindi dobbiamo stare attenti ai nostri comportamenti futuri, " ha detto Weidong Sun, un geochimico presso l'Accademia cinese delle scienze di Qingdao, Cina, e co-autore del nuovo studio. "Non è previsto, ma è comprensibile, perché è controllato dalla catena alimentare".

I risultati aiutano anche gli scienziati a capire meglio come le creature si sono adattate a vivere nell'ambiente povero di nutrienti dell'oceano profondo, secondo gli autori. I crostacei che hanno studiato vivono per un tempo inaspettatamente lungo avendo un metabolismo estremamente lento, che gli autori sospettano possa essere un adattamento alla vita in questo ambiente impoverito e duro.

Creazione di particelle radioattive

Il carbonio-14 è carbonio radioattivo che si crea naturalmente quando i raggi cosmici interagiscono con l'azoto nell'atmosfera. Il carbonio-14 è molto meno abbondante del carbonio non radioattivo, ma gli scienziati possono rilevarlo in quasi tutti gli organismi viventi e usarlo per determinare l'età dei campioni archeologici e geologici.

I test sulle armi termonucleari condotti negli anni '50 e '60 hanno raddoppiato la quantità di carbonio-14 nell'atmosfera quando i neutroni rilasciati dalle bombe hanno reagito con l'azoto nell'aria. I livelli di questa "bomba al carbonio" hanno raggiunto il picco a metà degli anni '60 e poi sono scesi quando i test nucleari atmosferici si sono fermati. Entro gli anni '90, i livelli di carbonio-14 nell'atmosfera erano scesi a circa il 20% al di sopra dei livelli pre-test.

Questa bomba di carbonio è caduta rapidamente fuori dall'atmosfera e si è mescolata alla superficie dell'oceano. Gli organismi marini che sono vissuti nei decenni da allora hanno usato il carbonio della bomba per costruire molecole all'interno delle loro cellule, e gli scienziati hanno visto livelli elevati di carbonio-14 negli organismi marini da poco dopo l'inizio dei test sulle bombe.

La vita in fondo al mare

Le parti più profonde dell'oceano sono le fosse di hadal, quelle aree in cui il fondo dell'oceano si trova a più di 6 chilometri (4 miglia) sotto la superficie. Queste aree si formano quando una placca tettonica subduce sotto un'altra. Le creature che abitano queste trincee hanno dovuto adattarsi alle intense pressioni, freddo estremo, e mancanza di luce e sostanze nutritive.

Nel nuovo studio, i ricercatori volevano utilizzare il carbonio della bomba come tracciante per il materiale organico nelle fosse di hadal per comprendere meglio gli organismi che vivono lì. Wang e i suoi colleghi hanno analizzato gli anfipodi raccolti nel 2017 dalla Mariana, Mussau, e New Britain Trenchs nell'Oceano Pacifico occidentale tropicale, fino a 11 chilometri (7 miglia) sotto la superficie. Gli anfipodi sono un tipo di piccolo crostaceo che vive nell'oceano e si nutre di organismi morti o consumando detriti marini.

Sorprendentemente, i ricercatori hanno scoperto che i livelli di carbonio-14 nei tessuti muscolari degli anfipodi erano molto maggiori dei livelli di carbonio-14 nella materia organica che si trova nelle acque profonde dell'oceano. Hanno quindi analizzato il contenuto intestinale degli anfipodi e hanno scoperto che quei livelli corrispondevano ai livelli stimati di carbonio-14 da campioni di materiale organico prelevati dalla superficie dell'Oceano Pacifico. Ciò suggerisce che gli anfipodi si nutrono selettivamente di detriti dalla superficie dell'oceano che cadono sul fondo dell'oceano.

Adattarsi all'ambiente oceanico profondo

Le nuove scoperte consentono ai ricercatori di comprendere meglio la longevità degli organismi che abitano le fosse di hadal e come si sono adattati a questo ambiente unico.

interessante, i ricercatori hanno scoperto che gli anfipodi che vivono in queste trincee diventano più grandi e vivono più a lungo delle loro controparti in acque meno profonde. Gli anfipodi che vivono in acque poco profonde in genere vivono per meno di due anni e raggiungono una lunghezza media di 20 millimetri (0,8 pollici). Ma i ricercatori hanno trovato anfipodi nelle trincee profonde che avevano più di 10 anni ed erano cresciuti fino a 91 millimetri (3,6 pollici) di lunghezza.

Gli autori dello studio sospettano che le grandi dimensioni e la lunga vita degli anfipodi siano probabilmente i sottoprodotti della loro evoluzione per vivere in un ambiente a basse temperature, alta pressione e una limitata disponibilità di cibo. Sospettano che gli animali abbiano un metabolismo lento e un basso ricambio cellulare, che consente loro di immagazzinare energia per lunghi periodi di tempo. Il lungo tempo di vita suggerisce anche che gli inquinanti possono bioaccumularsi in questi organismi insoliti.

"Oltre al fatto che il materiale proviene principalmente dalla superficie, il bioaccumulo legato all'età aumenta anche queste concentrazioni di inquinanti, portando più minacce a questi ecosistemi più remoti, "Ha detto Wang.

Il nuovo studio mostra che le fosse profonde dell'oceano non sono isolate dalle attività umane, Rosa Cory, un professore associato di scienze della terra e dell'ambiente presso l'Università del Michigan che non è stato coinvolto nella nuova ricerca, detto in una mail. La ricerca mostra che utilizzando il carbonio "bomba", gli scienziati possono rilevare l'impronta digitale dell'attività umana nei luoghi più remoti, le profondità più profonde dell'oceano, lei ha aggiunto.

Gli autori usano anche il carbonio "bomba" per dimostrare che la principale fonte di cibo per questi organismi è il carbonio prodotto nella superficie dell'oceano, piuttosto che più fonti locali di carbonio depositato da sedimenti vicini, ha detto Cory. Il nuovo studio suggerisce anche che gli anfipodi nelle trincee profonde si sono adattati alle dure condizioni nelle trincee profonde, lei ha aggiunto.

"Ciò che è veramente nuovo qui non è solo che il carbonio dalla superficie dell'oceano può raggiungere l'oceano profondo in tempi relativamente brevi, ma che il carbonio "giovane" prodotto nella superficie dell'oceano sta alimentando, o sostenere, la vita nelle trincee più profonde, " ha detto Cory.