Uden de mest ekstremt modstandsdygtige køretøjer, der er skabt af mennesket, ville vi aldrig have fået kendskab til deres eksistens. I en dybde på over 9,5 km under havoverfladen, i mørke og under ekstremt tryk, har man opdaget kolonier af orme og muslinger, der lever af kemisk energi.
Det er de dybeste dyresamfund på Jorden, som videnskaben kender til. Og ifølge forskerne er det et helt nyt økosystem, en sand skat.
I Kuril-Kamchatka-graven og Aleutian-graven, i dybder på over 9500 meter, har en kinesisk oceanografisk ekspedition opdaget store ansamlinger af organismer, der lever af kemosyntese. Forskerne har identificeret tusindvis af rørdyr, muslinger og andre hvirvelløse dyr, der har tilpasset sig livet i mørke, ekstremt tryk og lave temperaturer.
“Det er de dybeste og mest udbredte samfund af kemosyntetiske organismer, der nogensinde er observeret,” konkluderer forfatterne af undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet Nature.
Disse dyr har ikke brug for sollys. De udnytter den kemiske energi, der frigives af metan- og svovlbrinteforbindelser, der strømmer op fra havbunden gennem geologiske sprækker. Under disse ekstreme forhold opstår der økosystemer, der er uafhængige af fotosyntese og drives af mikroorganismer, der omdanner kemiske forbindelser til energi.
Livet næsten 10 km under havets overflade
Holdet brugte batyskafen Fendouzhe, der kan dykke ned til en dybde på op til 11.000 meter. Under 23 dyk, der blev udført i sommeren 2024 fra skibet RV Tansuoyihao, undersøgte forskerne adskillige lokaliteter inden for to dybe havgravene. På 19 steder fandt man aktive seismiske felter og omfattende kolonier af kemosyntetiske organismer.
Det dybeste økosystem, som forskerne kaldte ‘The Deepest’, lå i en dybde på 9533 meter. Stedet var dækket af tætte kolonier af frenulater (rørdyr fra familien Siboglinidae), hvis rør var 20-30 cm lange og kun 1 mm i diameter. Disse dyr lever i symbiose med bakterier, der oxiderer metan og svovlbrinte.
De blev ledsaget af andre organismer, der var tilpasset dette miljø: polychaeter, bløddyr, anemoner, liljer, søagurker og krebsdyr. Nogle steder nåede antallet af frenulater op på over 5800 pr. kvadratmeter.
Kemi i stedet for lys
Energikilden for disse samfund er metan, der produceres af mikroorganismer i bundsedimenter. Isotopanalyse har vist, at denne metan dannes ved mikrobiologisk reduktion af kuldioxid fra organisk materiale, der er aflejret på bunden.
Både metan og svovlbrinte transporteres mod overfladen gennem tektoniske forkastninger ved bunden af geologiske strukturer kaldet akkretionspyramider. Der forsyner de omfattende ‘kolde lækager’ – steder, hvor udstrømmende væsker muliggør eksistensen af samfund, der er afhængige af kemosyntese.
“På grund af de geologiske ligheder mellem andre oceaniske gravene kan sådanne samfund være langt mere udbredte, end man hidtil har antaget,” påpeger forfatterne af undersøgelsen.
Under pres
Levevilkårene i disse områder er ekstreme. Det hydrostatiske tryk på bunden af Kuril-Kamchatka-graven overstiger 1000 atmosfærer, hvilket svarer til over 8 ton pr. kvadratcentimeter. Til sammenligning er trykket på havoverfladen kun 1 atmosfære.
Hidtil har man antaget, at kun encellede organismer kan overleve under sådanne forhold. Opdagelsen af komplekse økosystemer domineret af flercellede dyr ændrer denne opfattelse.
På filmoptagelser fra batyskafen kan man blandt andet se ‘sneklæder’ af metanotrofiske bakterier, der dækker bunden over en længde på flere titusinde meter. Rørorm med røde følehorn og muslingeskaller stikker op af sedimentet, der ofte har en mørk farve på grund af tilstedeværelsen af jern sulfider.
Det eneste økosystem af sin art
Under ekspeditionen blev der identificeret flere store kemosyntetiske felter, bl.a. Wintersweet Valley, Cotton Field og Dead Valley. Selvom disse lokaliteter ligger tæt på hinanden, adskiller de sig i artsammensætning og aktivitetsniveau. I Dead Valley var frenulaterne døde, hvilket tyder på, at metankilden er udtømt. I Cotton Field, der ligger kun 50 meter derfra, fandtes der aktive kolonier med talrige ledsagende arter.
I Aleutian Trench dominerede derimod kolonier af muslinger af slægterne Abyssogena og Isorropodon samt rørormene Ampharetidae. Det største felt – Clam Bed – strakte sig over en længde på 2 km ved en geologisk forkastning i 5800 meters dybde.
Undersøgelsen leverer også nye data om kulstofkredsløbet i havene. Metan, der er akkumuleret i sedimenter, kan ikke kun forekomme i opløst form, men også som hydrat – en forbindelse mellem metan og vand i fast form. På flere steder blev der fundet metankoncentrationer på over 100.000 ppm, hvilket er mange gange højere end ligevægtsværdien for hydrat under disse forhold.
Ifølge forfatterne kan tilstedeværelsen af metanhydrat i havgravene være tegn på en hidtil ukendt mekanisme for langvarig lagring af organisk kulstof i subduktionszoner. “Vores observationer tyder på, at biosfæren i dybet kan spille en vigtigere rolle i biogeokemiske processer end hidtil antaget,” skriver forskerne.
Undersøgelsen kan også have stor betydning for søgningen efter tegn på liv uden for Jorden. I de tykt isdækkede og fuldstændig afskærmede oceaner på Europa eller Enceladus kan det netop være kemosyntese, der danner grundlaget for de hypotetiske økosystemer, der kan være opstået der.
Kina og USA vil undersøge havbunden
Disse opdagelser er også vigtige i forbindelse med potentiel udnyttelse af havdybet. Flere og flere lande, herunder Kina og USA, erklærer sig interesserede i at udvinde mineraler fra havbunden. Miljøorganisationer advarer imidlertid om, at indgreb i disse dårligt kendte økosystemer kan føre til deres uoprettelige ødelæggelse.
På trods af mange års forhandlinger har Den Internationale Havbundsorganisation (ISA) stadig ikke vedtaget endelige regler for dybhavsminedrift.
Tidligere har kinesiske medier rapporteret, at Fendouzhe-batysfagenes missioner blandt andet har til formål at undersøge ‘dybhavsressourcer’. De nuværende fund tyder på, at havbunden ikke kun er en kilde til råstoffer, men også til unikke og sårbare livsformer.
