Det djupa havet är långt borta och svårt att föreställa sig. Om man föreställer sig, det verkar som en kall och fientlig plats. Dock, denna avlägsna livsmiljö är direkt kopplad till våra liv, eftersom det utgör en viktig del av den globala kolcykeln. Också, den djupa havsbotten är, på många ställen, täckt med polymetalliska knölar och skorpor som väcker ekonomiskt intresse. Det saknas tydliga standarder för att reglera deras gruvdrift och sätta bindande trösklar för påverkan på de organismer som lever i drabbade områden.

Gruvdrift kan minska mikrobiell kolkretslopp, medan djuren är mindre påverkade

Ett internationellt team av forskare kring Tanja Stratmann från Max Planck Institute for Marine Microbiology i Bremen, Tyskland, och Utrecht University, Nederländerna, och Daniëlle de Jonge från Heriot-Watt University i Edinburgh, Skottland, har undersökt näringsväven på den djupa havsbotten för att se hur den påverkas av störningar som de som orsakas av gruvverksamhet.

För detta, forskarna reste till det så kallade DISCOL-området i det tropiska östra Stilla havet, cirka 3000 kilometer utanför Perus kust. Tillbaka 1989, Tyska forskare hade simulerat gruvrelaterade störningar i detta manganknölfält, 4000 meter under havets yta, genom att plöja ett 3,5 km brett område av havsbotten med en plogharv. "Även 26 år efter störningen, plogspåren finns kvar", Stratmann beskrev sajten. Tidigare studier hade visat att mikrobiell överflöd och täthet hade genomgått bestående förändringar på detta område. "Nu ville vi ta reda på vad det betydde för kolcykling och näringsväven i denna djuphavsmiljö."

"Vi tittade på alla olika ekosystemkomponenter och på alla nivåer, försöker ta reda på hur de arbetar tillsammans som ett team", de Jonge förklarade vem som genomförde projektet som en del av hennes masteruppsats vid NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research och University of Groningen, Nederländerna. Forskarna kvantifierade kolflöden mellan levande och icke-levande delar av ekosystemet och summerade dem som ett mått på systemets "ekologiska storlek".

De fann betydande långsiktiga effekter av 1989 års gruvsimuleringsexperiment. Den totala genomströmningen av kol i ekosystemet minskade avsevärt. "Särskilt den mikrobiella delen av näringsväven var hårt påverkad, mycket mer än vi förväntade oss", sa Stratmann. "Mikrober är kända för sina snabba tillväxthastigheter, så du förväntar dig att de återhämtar sig snabbt. Dock, vi fann att kolkretsloppet i den så kallade mikrobiella slingan minskade med mer än en tredjedel."

Effekten av den simulerade gruvaktiviteten på högre organismer var mer varierande. "Vissa djur verkade klara sig bra, andra återhämtade sig fortfarande från störningen. Mångfalden i systemet reducerades därmed", sa de Jonge. "Övergripande, kolflödet i denna del av näringsväven var liknande eller till och med högre än i opåverkade områden."

En minerad havsbotten kan vara mer sårbar för klimatförändringar

Den simulerade gruvbrytningen resulterade i en förändring av kolkällorna för djur. Vanligtvis, liten fauna livnär sig på detritus och bakterier i havsbotten. Dock, i de störda områdena, där bakterietätheten minskade, faunan åt mer detritus. De möjliga konsekvenserna av detta kommer att vara en del av de Jonges doktorsexamen. Avhandling, som hon precis startat. "Framtida klimatscenarier förutspår en minskning av mängden och kvaliteten på detritus som når havsbotten. Därför kommer denna förändring av kosten att vara särskilt intressant att undersöka med tanke på klimatförändringarna", hon ser fram emot det kommande arbetet.

"Du måste också tänka på att störningen som orsakas av verklig djuphavsbrytning kommer att vara mycket tyngre än den vi tittar på här", tillade hon. "Beroende på tekniken, det kommer förmodligen att ta bort de översta 15 centimeterna av sedimentet över ett mycket större område, på så sätt multiplicerar effekten och ökar återhämtningstiderna avsevärt."

Mer information

Polymetalliska knölar och skorpor täcker många tusen kvadratkilometer av världens djuphavsbotten. De innehåller huvudsakligen mangan och järn, men också de värdefulla metallerna nickel, kobolt och koppar samt några av de högteknologiska metallerna från de sällsynta jordartsmetallerna. Eftersom dessa resurser kan bli knappa på land i framtiden — t.ex. på grund av framtida behov av batterier, elektromobilitet och digital teknik – marina fyndigheter är ekonomiskt mycket intressanta. Hittills, det finns ingen marknadsfärdig teknik för djuphavsbrytning. Dock, Det är redan klart att ingrepp i havsbotten har en massiv och varaktig påverkan på de drabbade områdena. Studier har visat att många fastsittande invånare på havsbottens yta är beroende av knölarna som substrat, och är fortfarande frånvarande årtionden efter en störning i ekosystemet. Också, effekter på djur som lever på havsbotten har bevisats.