De Challenger Deep, het diepste punt van de hele zeebodem, ligt in de Mariana Trench voor de kust van de Mariana-eilanden in de Stille Oceaan. Het is bijna 36.000 voet (7, 8 mijl) onder het oceaanoppervlak. Als je op deze opmerkelijke diepte zou staan, zou de waterkolom boven je hoofd 1000 keer de hoeveelheid druk uitoefenen die je normaal aan het oppervlak ervaart, waardoor je meteen verpletterd wordt.
Zelfs in deze extreme omgeving kunnen organismen echter overleven. Eén type, zo blijkt, kan zelfs gedijen: bacteriën. Een nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in Nature Geoscience, constateert dat onverwacht overvloedige bacteriegemeenschappen groeien in de diepten van de Mariana-loopgraaf, met organismen die tien keer groter leven dan in de veel ondiepere oceaanbodem aan de rand van de geul.
Om het ultradiepe ecosysteem te onderzoeken, stuurde het internationale onderzoeksteam, geleid door Ronnie Glud van de Universiteit van Zuid-Denemarken, in 2010 een speciaal ontworpen robot van 1300 pond naar de bodem van de geul. De robot was uitgerust met dunne sensoren die in de sedimenten van de zeebodem kunnen snijden om het organische zuurstofverbruik te helpen meten. Omdat levende wezens zuurstof verbruiken tijdens het ademen, is dit afhankelijk van hoeveel omgevingszuurstof in de sedimenten ontbreekt kan worden gebruikt als een proxy voor de hoeveelheid micro-organismen die in dat gebied leven.
De gespecialiseerde robot van het onderzoeksteam, ontworpen om monsters te nemen onder extreem hoge druk. (Foto door Anni Glud) Toen het team het apparaat gebruikte om de sedimenten te bemonsteren op een paar locaties met een diepte van 35.476 en 35.488 voet, vonden ze verrassend hoge hoeveelheden zuurstofverbruik - niveaus die aangaven dat er tien keer meer bacteriën aanwezig waren op de ultradiepe locatie dan op een andere, ondiepere plek bemonsterde ze ter referentie ongeveer 37 mijl afstand, op een diepte van slechts 19.626 voet.
De robot verzamelde ook in totaal 21 sedimentkernen van de twee locaties, en deze kernen werden opgehaald en geanalyseerd in het laboratorium. Hoewel veel van de micro-organismen stierven toen ze naar de oppervlakte werden gebracht - de schepsels zijn tenslotte aangepast aan de hoge druk en lage temperatuur van de oceaanbodem - werd de bevinding bevestigd: kernen uit de Mariana-sleuf hadden veel hogere dichtheden van bacteriën cellen dan die van de referentiesite.
Het team nam ook op afstand video op van de oceaanbodem, met behulp van lichten om de pikzwarte omgeving te verlichten, en vond een paar levensvormen veel groter dan bacteriën die rond op het sediment rondslingeren. Toen ze lokaasvallen gebruikten om een paar exemplaren te herstellen en naar de oppervlakte te brengen, besloten ze dat ze Hirondellea gigas waren, een soort amfipoden - kleine schaaldieren die meestal minder dan een centimeter lang waren.
Een video van de zeebodem onthult een amfipode (links) die over het met bacteriën gevulde sediment scharrelt. (Afbeelding via Nature Geoscience / Glud et. Al.) De ontdekking van een dergelijk overvloedig bacterieel leven is bijzonder verrassend omdat conventionele wijsheid zou suggereren dat er niet voldoende voedingsstoffen aanwezig zijn op dergelijke diepten om veel groei te ondersteunen. Fotosynthetisch plankton dient als voedingsbodem voor bijna elke oceaanvoedselketen, maar ze kunnen niet overleven op de lichtloze zeebodem. De afvalproducten (zoals dode dieren en micro-organismen) van ecosystemen hoger in de ondiepe, met licht gevulde wateren filteren naar beneden en voeden diepere voedselwebben, maar meestal neemt steeds minder organische stof af naarmate de diepte toeneemt.
In dit geval lijken de wetenschappers echter een uitzondering op de regel te hebben gevonden, omdat de ultra diepe geul zoveel meer bacteriële activiteit had dan de nabijgelegen ondiepere referentieplaats. Hun verklaring is dat de geul fungeert als een natuurlijke sedimentval en geleidelijk voedingsstoffen verzamelt die naar beneden filteren en landen op ondiepere locaties op de oceaanbodem in de buurt, en vervolgens worden verdreven door aardbevingen of andere verstoringen.
In de jaren sinds de verkenning van 2010 heeft het onderzoeksteam dezelfde robot naar beneden gestuurd om de Japan Trench (ongeveer 29.500 voet diep) te bemonsteren en is van plan later dit jaar de Kermadec-Tonga Trench (35.430 voet diep) te bemonsteren. "De diepe zee loopgraven zijn enkele van de laatst overgebleven 'witte vlekken' op de wereldkaart, " zei Glud, de hoofdauteur, in een persverklaring. "We weten heel weinig over wat daar beneden gebeurt."
