На глубине почти 10 000 метров в Камчатском море процветает жизнь.

Моря, окружающие Камчатский полуостров, скрывают два самых глубоких и протяжённых морских желоба на планете. Они являются орографическим выражением тектоники плит, вызвавшей мощное землетрясение , произошедшее в эту среду на Дальнем Востоке России. Научная экспедиция обнаружила, что они также являются домом для самых глубоких экосистем на Земле. Результаты около тридцати погружений, опубликованные в эту среду в журнале Nature , показывают, как множество сложных живых существ живут в среде, богатой метаном и сероводородом, бедной кислородом, и, конечно же, куда не проникает даже луч света.

У Камчатки, далеко в море, находится Курило-Камчатский желоб – протяжённость 2100 километров, простирающаяся к югу от Японии. Образуя угол почти в 45°, он встречается с западной частью Алеутского желоба, простирающегося от Аляски, образуя разлом в земле, простирающийся ещё на 2900 километров. Вот некоторые из самых глубоких мест на планете после впадины Русалки в Марианской впадине .

Его происхождение связано с тем, что в этом регионе встречаются до шести различных тектонических плит . Например, Курило-Камчатский желоб образовался в результате столкновения Тихоокеанской и Охотской плит под давлением Северо-Американской плиты с севера. Считается, что именно эта субдукция стала причиной землетрясения магнитудой 8,8, произошедшего в эту среду. Эта динамика создаёт впадины в земной коре глубиной до 9578 метров. Там, внизу, без света и кислорода, жизнь, вероятно, невозможна, но учёные обнаружили её существование; она очень сложная, обильная и разнообразная.

«Мы обнаружили моллюсков и сибоглинид в широком диапазоне глубин», — сообщает в электронном письме Владимир Мордухович, исследователь из Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского (Россия), соавтор исследования, опубликованного в журнале Nature . Сибоглиниды — малоизвестные животные, живущие в трубках на морском дне. Они были обнаружены в так называемой долине Сладкой Зимы — большая часть двух впадин до сих пор не исследовалась и не имеет названия — на глубине 9533 метра. В другом районе, который исследователи назвали Хлопковым полем из-за поразительного сходства, они обнаружили ещё более глубокую концентрацию этих существ (9566 метров) — до 5813 сибоглинид на квадратный метр.

На несколько большей высоте они обнаружили несколько видов двустворчатых моллюсков, которые напоминали бы белых мидий, если бы не тот факт, что на высоте 8764 метра ниже уровня моря мидии не встречаются. Более того, эти недавно обнаруженные существа являются хемосимбиотрофами: «Они получают органический углерод от симбиотических микроорганизмов, способных усваивать метан или использовать восстановленные соединения, в частности серу», — объясняет Мордухович. Они также обнаружили различные виды брюхоногих моллюсков, а гораздо выше — первых глубоководных рыб.

Меган Ду из Института глубоководных исследований и техники (IDSSE) Китайской академии наук, первый автор исследования, объясняет, как эти существа выживают благодаря действию других микроскопических организмов: «Симбиотические микробы внутри этих животных используют энергию, получаемую при окислении сероводорода или метана, для синтеза органических соединений», — объясняет Ду. CO₂ достигает морского дна в виде органического вещества. «Метан, присутствующий в отложениях, является результатом микробного восстановления CO₂, полученного из осадочного органического вещества, в то время как сероводород образуется в результате окисления метана и восстановления сульфатов», — объясняет исследователь.

Итак, это экосистемы, основанные на метаногенезе, самые глубоководные из обнаруженных на сегодняшний день. Эта работа основана на 30 погружениях аппарата «Фэндуже» (Fendouzhe) , подводного аппарата IDSSE, символа бурно развивающегося в Китае исследования океана. Но это означает, что они исследовали лишь несколько километров из более чем 5000 километров, которые покрывают обе впадины в общей сложности. Исследователи полагают, что там, на дне, должно быть гораздо больше жизни, гораздо больше хемосинтезирующей фауны, которая смогла выжить в столь экстремальных условиях.

Жизнь в «зоне смерти»

Это открытие имеет важное значение для нашего понимания глубинного цикла углерода. Изотопный анализ показывает, что метан в этих средах образуется в результате микробной активности в глубинных слоях осадочных пород, которая может связывать значительные количества этого элемента, образуя залежи метана, возможно, в форме газовых гидратов. В записке Китайской академии наук утверждается, что это открытие ставит под сомнение общепринятое представление о том, что самые глубоководные океанические экосистемы поддерживаются преимущественно взвешенными органическими веществами, поступающими с поверхности. Новые результаты, напротив, указывают на то, что они могут поддерживаться «источником углерода из глубинных недр», говорится в записке.

Профессор Дуглас Бартлетт из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) считает эту работу «шокирующей». Он утверждает: «Потому что в ней сообщается об огромном распределении — на протяжении 2500 км! — хемосинтетических сообществ в Курило-Камчатском желобе, одном из наименее изученных желобов на Земле, и потому что эти сообщества оказались очень глубокими». Бартлетт, микробиолог, участвовал в миссии Deepsea Challenge , которая в марте 2012 года доставила кинорежиссера и океанографа Джеймса Кэмерона в третью по глубине точку на Земле — Бездну Русалки в Марианских островах. Там они обнаружили следы бактериальных матов. Но ничего похожего на экосистемы, обнаруженные сейчас, которые живут в глубинах хадала. Этот термин для обозначения самых глубоких морских экосистем происходит от французского hadal , зона смерти, которая относится к греческому богу подземного мира Аиду.

«Они получили надежные геохимические и изотопные данные, подтверждающие широкое распространение метаногенерирующих микробов и микробов, способных к анаэробному [в отсутствие кислорода] окислению метана в синтрофной ассоциации [питающихся за счет метаболизма других организмов] с сульфатредуцирующими бактериями», — отмечает Бартлетт. Эта конкретная форма метаногенеза весьма актуальна для американского ученого, который не принимал участия в новом исследовании: «В статье также указываются отличительные фазы метана, присутствующие на хадальных глубинах, и постулируется, что холодные эманации хадальных глубин могут формироваться по иному механизму, чем те, что присутствуют на более мелких глубинах». Если эти данные подтвердятся, мы будем рассматривать альтернативный способ поддержания жизни в том, что этимологически называется «зоной смерти».