نفوذ کربن رادیواکتیو حاصل از آزمایش بمب هستهای در اعماق اقیانوس‌ها
نتایج پژوهش جدیدی نشان می‌دهد که کربن رادیواکتیو آزادشده در اتمسفر درنتیجه‌ی آزمایش بمب‌های هستهای قرن بیستم به عمیق‌ترین قسمت‌های اقیانوس‌ها نفوذ کرده است. مطالعه‌ی جدید که در مجله‌ی Geophysical Research Letters منتشر شده، نخستین شاهد وجود کربن رادیواکتیو حاصل از آزمایش بمب‌های هستهای در بافت‌های ماهیچه‌ای سخت‌پوستانی است که در گودال‌های عمیق کف اقیانوس‌ها مانند گودال ماریانا زندگی می‌کنند.
این کربن از اواخر دهه‌ی ۱۹۵۰، به‌تدریج وارد مولکول‌های تشکیل‌دهنده‌ی بدن موجودات زنده‌ای شد که در سطح دریا به سر می‌بردند. پژوهش جدید نشان می‌دهد وقتی بقایای این موجودات به کف اقیانوس می‌رسد، سخت‌پوستان ساکن در اعماق اقیانوس از آن‌ها تغذیه می‌کنند. به‌گفته‌ی پژوهشگران، آلودگی‌های انسانی می‌تواند سریعا وارد زنجیره‌ی غذایی شوند و راه خود را به اعماق اقیانوس‌ها باز کنند. نینگ وانگ، نویسنده‌ی مقاله می‌گوید:
اگرچه صدها سال طول می‌کشد تا جریان‌های اقیانوسی، آب حاوی کربن رادیواکتیو را به گودال‌های موجود در عمق اقیانوس‌ها برسانند، زنجیره‌ی غذایی این کار را بسیار سریع‌تر انجام می‌دهد.
ویدونگ سان، نویسنده‌ی همکار مقاله می‌گوید:
ازلحاظ سیستم‌های بیولوژیکی، تعامل بسیار قدرتمندی بین سطح و عمق وجود دارد. فعالیت‌های انسانی می‌تواند حتی روی سیستم‌های زیستی که در عمق ۱۱هزار متری آب قرار دارند، تاثیر بگذارد؛ بنابراین ما باید مراقب رفتارهای آینده‌ی خود باشیم. این مسئله، مورد انتظار نبود ولی قابل درک است؛ زیرا به‌وسیله‌ی زنجیره‌ی غذایی کنترل می‌شود.
به‌گفته‌ی نویسندگان، این نتایج به دانشمندان کمک می‌کند تا درک بهتری درزمینه‌ی نحوه‌ی سازگاری موجودات زنده به زندگی در محیط‌های دشوار به‌دست آورند. سخت‌پوستانی که آن‌ها مورد مطالعه قرار دادند، به‌مدت طولانی و دور از انتظاری با داشتن متابولیسم بی‌نهایت کندی زندگی می‌کنند. نویسندگان گمان می‌کنند این وضعیت، نوعی سازگاری به زندگی در این محیط دشوار و فقیر است.
انفجار هستهای در اقیانوس
کربن ۱۴، یک کربن رادیواکتیو است که به‌صورت طبیعی هنگام برخورد اشعه‌های کیهانی با نیتروژن موجود در اتسمفر تولید می‌شود. کربن ۱۴، نسبت‌به کربن غیر رادیواکتیو، فراوانی بسیار کمتری دارد؛ ولی دانشمندان می‌توانند آن را تقریبا در تمام موجودات زنده شناسایی کرده و برای تعیین قدمت نمونه‌های باستان‌شناسی و زمین‌شناسی استفاده کنند. آزمایش‌های سلاح‌های گرما هستهای که درطول دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ انجام می‌شد، موجب افزایش دوبرابری کربن ۱۴ در اتمسفر شد. وقتی نوترون‌های آزادشده از بمب‌ها با نیتروژن موجود در اتمسفر برخورد می‌کند، کربن رادیواکتیو تولید می‌شود. سطوح این کربن در اواسط دهه‌ی ۱۹۶۰ به اوج خود رسید و سپس با توقف آزمایش بمب‌های هستهای کاهش پیدا کرد. در دهه‌ی ۱۹۹۰، سطح کربن ۱۴ موجود در اتمسفر به حدود ۲۰ درصد بالاتر از سطح پیش از آزمایش‌ها کاهش پیدا کرد. این کربن بمب به‌سرعت از جو خارج شده و با آب سطح اقیانوس مخلوط شد. موجودات دریایی که در این زمان در سطح آب زندگی می‌کردند، از این کربن برای ساخت مولکول‌های موجود در سلول‌های خود استفاده کردند و مدت کوتاهی پس از آغاز آزمایش این بمب‌ها، افزایش سطح کربن ۱۴ در بدن موجودات دریایی قابل تشخیص بود.
عمیق‌ترین قسمت اقیانوس‌ها، گودال‌های فراژرف هستند؛ مناطقی که در آن‌ها کف اقیانوس بیش از ۶ کیلومتر با سطح فاصله دارد. این مناطق در اثر فرورانش صفحات تکتونیکی ایجاد می‌شود. موجوداتی که در این گودال‌ها زندگی می‌کنند، مجبورند با فشار شدید، سرمای زیاد و فقدان نور و مواد غذایی سازش پیدا کنند.
پژوهشگران قصد داشتند از کربن بمب به‌عنوان یک ردیاب برای مواد آلی موجود در گودال‌های فراژرف استفاده کنند تا موجوداتی را که در آنجا زندگی می‌کنند، بهتر درک کنند. آن‌ها آمفی‌پودهایی (دوجورپایان) را که در سال ۲۰۱۷ از گودال‌های ماریانا، موسائو و بریتانیای نو در مناطق گرمسیری غرب اقیانوس آرام تا عمق ۱۱ کیلومتری زیر سطح، جمع‌آوری شده بود، تجزیه‌و‌تحلیل کردند.
آمفی‌پودها نوعی از سخت‌پوستان کوچک هستند که در اقیانوس‌ها به سر می‌برند و از بقایای موجودات مرده‌ی دریایی تغذیه می‌کنند. به‌طور شگفت‌انگیزی، سطح کربن ۱۴ در بافت‌های ماهیچه‌ای آمفی‌پودها بسیار بیشتر از سطوح کربن ۱۴ موجود در ماده‌ی آلی یافت‌شده در آب‌های عمق اقیانوس بود. پژوهشگران محتویات روده‌ی آمفی‌پودها را بررسی کردند و دریافتند که این سطوح با سطوح کربن ۱۴ موجود در مواد آلی سطح اقیانوس آرام مطابقت دارد. این موضوع نشان می‌دهد که آمفی‌پودها به‌صورت انتخابی از بقایایی که از سطح اقیانوس به اعماق می‌ریزد، تغذیه می‌کنند.
با استفاده از یافته‌های جدید، پژوهشگران بهتر می‌توانند ماندگاری موجوداتی را که در گودال‌های فراژرف اقیانوس به سر می‌برند، درک کنند و از چگونگی انطباق آن‌ها با این محیط منحصر‌به‌فرد آگاه شوند. آمفی‌پودهایی که در این گودال‌ها زندگی می‌کنند، بیشتر رشد می‌کنند و نسبت‌به همتایانشان در آب‌های کم‌عمق، طول عمر بیشتری دارند. آمفی‌پودهایی که در آب‌های کم عمق زندگی می‌کنند، به‌طور معمول کمتر از سه سال زندگی کرده و طولشان به حدود ۲۰ میلی‌متر می‌رسد اما آمفی‌پودهای ساکن در گودال‌های عمیق، بیش از ۱۰ سال عمر کرده و طولشان به ۹۱ میلی‌متر هم می‌رسد. پژوهشگران گمان می‌کنند اندازه‌ی بزرگ و طول عمر بیشتر این آمفی‌پودها، محصول فرعی تکامل درجهت زندگی در محیط دارای دمای کم، فشار بالا و محدودیت منابع غذایی باشد.
بنابر حدس آن‌ها، این حیوانات دارای متابولیسم کند و سوخت‌وساز سلولی پایینی هستند که به آن‌ها این امکان را می‌دهد که بتوانند انرژی را برای مدت زمان طولانی ذخیره کنند. طول عمر بیشتر، همچنین نشان‌دهنده‌ی این موضوع است که آلاینده‌ها می‌توانند در بدن این موجودات غیرعادی تجمع یابند. وانگ گفت:
علاوه‌بر این واقعیت که این مواد عمدتا از سطح می‌آیند، تجمع زیستی مرتبط‌با سن نیز موجب افزایش غلظت این آلاینده‌ها می‌شود و تهدید بیشتری برای این اکوسیتسم‌های دورافتاده ایجاد می‌کند.
رُز کوری، استاد دانشگاه میشیگان که در این پژوهش مشارکتی نداشته است، می‌گوید:
پژوهش جدید نشان می‌دهد که گودال‌های عمیق اقیانوس‌ها از فعالیت‌های انسانی جدا نیستند. به‌وسیله‌ی کربن بمب می‌توان ردپای فعالیت‌های انسانی را در دورترین و عمیق‌ترین مناطق اقیانوس پیدا کرد. این پژوهشگران با استفاده از کربن بمب نشان دادند منبع اصلی غذای این ارگانیسم‌ها، کربن تولیدشده در سطح اقیانوس و نه صرفا منابع کربن محلی حاصل از رسوبات کف اقیانوس است. این مطالعه نشان می‌دهد که آمفی‌پودها در گودال‌های عمیق با شرایط سخت محیط اطرف سازگار شده‌اند. موضوع جدید فقط این نیست که کربن موجود در سطح اقیانوس می‌تواند طی دوره‌ی زمانی نسبتا کوتاهی به عمق اقیانوس برسد، بلکه این است که کربن جوان تولیدشده در سطح اقیانوس، حیات موجود در عمیق‌ترین مناطق اقیانوس را تغذیه و حمایت می‌کند.