地球上のどこにも人間の影響を受けない場所はありません。海の最も深いtrenchの底でさえもです。
西太平洋の3つの海溝からのエビのような生き物は、表面から沈み込んだ食物をむさぼり食うことがわかり、深海の甲殻類の体内で何十年も前に行われた核爆弾実験からの独特の化学的特徴を残しました。 Geophysical Research Lettersで最近公開された調査結果は、海洋科学者がこれらの底生生物がどのように生き残るかを理解するのに役立つだけでなく、人類の影響が浸透できる深さを強調しています。
深海の海溝は、地球上で最も探検されていない場所の1つです。 これらの最も深い、太平洋のマリアナ海溝は、海抜約36, 000フィートまで達します。 （エベレスト山は底に座ることができ、その頂上はまだ1マイル以上の水の下にあります。）底では、気温は氷点より少し上にあり、水は表面で感じた1, 000倍以上の圧力をかけます。
「生物学的に、[海]トレンチは地球上で最も原始的な生息地であると考えられています」と、中国海洋学研究所の地球化学者であり、新しい研究の共著者であるWeidong Sun氏は言います。 「私たちは、そこでの生活の生き残り、その食物源、そして人間の活動が何らかの影響を与えているかどうかに関心があります。」
Lanceola clausi 、 ブルドッグの端脚類、1, 000メートル未満で捕獲された珍しい深海種。 （Russ Hopcroft /ユニバーサルヒストリアーカイブ/ゲッティイメージズによるUIG） それらの暗い深さで、最も一般的な生き物の1つは、エビのような端脚類、食物のために海底を清掃する甲殻類の家族です。 その食物がどこから来るかは議論の問題です。 潜在的な発生源には、地球の内部から浸透する小片、急な溝の壁を滑り落ちる栄養分の豊富な堆積物、または表面から漂うおいしい砕片が含まれます。
最近の深海の端脚類は、サンと同僚にこの海洋の謎を解決する機会を提供しました。 2017年に中国の2隻の調査船がベイトドトラップを使用して、有名なマリアナ海溝を含む西太平洋の3つの海溝から端脚類を採取しました。 サンのチームは端脚類の筋肉組織と腸の内容物を化学的に分析し、炭素の重い変異体である炭素-14のレベルが高いことを発見しました。 これらのレベルは、半世紀以上前に行われた核爆弾試験のおかげで、炭素14の量が通常よりも多い海面近くで見られる豊富さとほぼ一致していました。
炭素には、原子核に詰め込まれる中性子の数に基づいて、いくつかの異なる種類があります。 地球上の1兆個の炭素原子のうち約1個には、2個の余分な中性子があります。 炭素14として知られるこの形態は、深宇宙からの高速の原子粒子が窒素原子に衝突するため、自然に発生します。 しかし、20世紀半ばには、人間が大気中の炭素14の量を2倍にしました。
国際原子力機関によれば、1945年から1963年にかけて、米国とソビエト連邦（英国とフランスのわずかな助けを借りて）が500近くの核爆弾を爆発させ、そのうち379が大気中で爆発しました。 これらのテストにより、地球上の炭素14の量が劇的に増加しました。 1963年の試験禁止条約は、ほとんどの大気および水中の試験を停止し、大気中の炭素14レベルは、海水と陸生生物として、まだ核前レベルよりも高いにもかかわらず、ゆっくりと正常に戻り始めました。空気から炭素を吸収しました。
半減期が約5, 730年であるこの炭素14の着実な減少は、有機物の年齢と発生源を把握するための有用なツールとなっています。 生物の生涯を通して、それは環境中の炭素にとらわれます。 生物が死ぬと、その交換は停止します。 研究者は、炭素14の形の炭素の量を測定することにより、生物がいつ死んだかを判断できます。
地球上のさまざまな場所にも、炭素14の非常に多様なインベントリがあります。 惑星内部の有機物質には、ほとんど炭素14が含まれていません。 海溝壁の堆積物も非常に低いレベルです。 しかし、海面からの物質は大気中の比較的高い量を反映しています。
収穫された端脚類の筋肉組織では、炭素14レベルは2004年から2007年までの表面の存在量と密接に一致しており、これらの生物は10年以上生きていることを示唆しています。 地表近くの彼らのいとこは、典型的にはわずか2年間しか生きません。 一方、端脚類の消化管で新鮮に消化された食物は、現代の表面サンプルに見られるものと同様の炭素-14レベルを有しており、表面の漂流物が端脚類がスカーフする最も深い溝に急速に落下することを示唆しています。
チャレンジャーディープのラベルが付いたマリアナ海溝の地図、約36, 000フィートの深さの海で最も深い既知のポイント。 （Wikicommons CC BY 2.5経由のKmusser） 核爆弾の署名は西大西洋の数マイル下で記録されましたが、これまでこれらの深さとして誰も見ませんでした。 「これは、すべてが出て行くだけで面白い」と、この研究に関わっていなかったプリンストン海洋学者のロバート・キーは言います。 彼は、北太平洋の表面から約1マイル下から始まって、炭素14レベルが爆弾試験前の大気の状態と密接に一致していることを指摘しています。 「（端脚類に含まれる）高炭素-14は、頂上から降りてくる食物からしか得られませんでした」と彼は言います。
深海に生息する端脚類の遺体に見られる空の高い核爆弾実験で作成された豊富な材料は、人間の活動と海の最も孤立した範囲との非常に密接な関係を強調しています。
「これらは実に並外れた結果ですが、私は驚きません」とウッズホール海洋学研究所の研究者であるティモシーシャンクは言います。 「深海生態系の調査と研究を25年間行った結果、私たちとのつながりがこれまで考えていたよりも近くなっていることがわかりました。」トイレとシャワーは2マイル下に潜んでいます。米国東海岸沖の30を超える深海峡谷。
そして、これは研究者が人類の廃棄物を扱うトレンチの端脚類を見たのは初めてではありません。 Nature Ecology＆Evolutionの 2017年の論文では、西太平洋の2つのトレンチからの端脚類には、かつて電子機器で広く使用されていたPCBの高レベルの汚染物質と、難燃剤のPBDEが含まれていたことが報告されました。 一部のマリアナ海溝の端脚類では、PCBのレベルは、中国で最も汚染された川の1つであるnear河近くで捕獲されたカニのレベルよりも50倍も高かった。
サンと同僚は、これらの水中の峡谷で繁栄している端脚類や豊かな生態系を完成させていません。 「非常に深い、非常に暗い場所には多くの生き物がいます」とサンは言います。 「生態系が人間の活動をどのように扱っているか、そしてこの表面からのこの重い汚染にシステムがどのように反応するかを理解したいのです。」
