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Aucun endroit sur Terre n’est à l’abri de l’influence humaine – pas même le fond des tranchées les plus profondes de l’océan. On a découvert que des créatures ressemblant à des crevettes dans trois tranchées de l’océan Pacifique occidental grignotaient des aliments qui coulaient depuis la surface, laissant une signature chimique unique résultant d’essais de bombes nucléaires menés depuis des décennies, dans les corps de crustacés d’eau profonde.

Les restes des bombes atomiques dans l’océan

Ces résultats, publiés récemment dans Geophysical Research Letters , aident non seulement les scientifiques de la mer à comprendre comment ces habitants du fond survivent, mais ils soulignent également les profondeurs où l’influence de l’humanité peut pénétrer.
Les tranchées océaniques profondes sont peut-être parmi les recoins les moins explorés de la planète. La plus profonde d’entre elles, la fosse des Mariannes dans l’océan Pacifique, descend jusqu’à environ 10 kilomètres au-dessous du niveau de la mer. (Le Mont Everest pourrait s’asseoir au fond et son sommet resterait toujours sous plus d’un kilomètre d’eau.)
Au fond, les températures oscillent juste au-dessus du gel et l’eau exerce une pression plus de 1 000 fois supérieures à celle ressentie à la surface. «Biologiquement, les tranchées des océans sont considérées comme les habitats les plus purs de la planète», déclare Weidong Sun, géochimiste à l’Institut d’océanologie de Chine et coauteur de la nouvelle étude. «Nous cherchons à savoir comment la vie arrive à résister  à ces profondeurs, quelle est sa source de nourriture et si les activités humaines ont une influence. »
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Des amphipodes

Dans ces profondeurs obscures, l’une des créatures les plus communes est l’amphipode ressemblant à une crevette, une famille de crustacés qui fouille le fond de l’océan pour se nourrir. La provenance de cette nourriture est un sujet de débat. Parmi les sources potentielles, citons les morceaux qui pénètrent de l’intérieur de la Terre, les sédiments riches en nutriments qui glissent le long des parois de tranchées abruptes ou les délicieux détritus qui tombent depuis la surface.
Une récente opération d’amphipodes d’eaux profondes a permis à Sun et ses collègues de résoudre ce mystère marin. À l’aide de pièges à appâts, deux navires de recherche chinois ont capturé en 2017 des amphipodes dans trois tranchées du Pacifique occidental, dont la célèbre fosse des Mariannes. L’équipe de Sun a analysé chimiquement le contenu des tissus musculaires et des intestins des amphipodes et a découvert des niveaux élevés de carbone 14, une variante lourde du carbone.
Le carbone se présente sous différentes variétés en fonction du nombre de neutrons à l’intérieur de son noyau atomique. Environ un billion d’atomes de carbone sur Terre possèdent deux neutrons supplémentaires. Cette forme, connue sous le nom de carbone 14, se produit naturellement grâce aux particules atomiques à grande vitesse de l’espace lointain, pénétrant dans les atomes d’azote. Mais au milieu du 20ème siècle, les humains ont doublé la quantité de carbone 14 dans l’atmosphère.

La quantité de carbone 14 a considérablement augmenté

Selon l’Agence internationale de l’énergie atomique, entre 1945 et 1963, les États-Unis et l’Union soviétique (avec l’aide du Royaume-Uni et de la France) ont fait exploser près de 500 bombes nucléaires, dont 379 ont explosé dans l’atmosphère. Ces tests ont considérablement augmenté la quantité de carbone 14 sur notre planète. Le Traité sur l’interdiction des essais nucléaires de 1963 a mis un terme à la plupart des essais atmosphériques et sous-marins et les niveaux de carbone 14 dans l’atmosphère ont commencé à revenir lentement à la normale – même s’ils sont encore plus élevés que les niveaux d’avant le nucléaire – dans les eaux océaniques et la vie terrestre qui absorbe le carbone de l’air.
Ce déclin continu du carbone 14, qui a une demi-vie d’environ 5 730 ans, est devenu un outil utile pour déterminer l’âge et la source de la matière organique. Tout au long de la vie d’un organisme, il se fixe au carbone dans l’environnement. Lorsque l’organisme meurt, cet échange cesse. En mesurant la quantité de carbone sous sa forme de carbone 14, les chercheurs peuvent déterminer quand un organisme est mort.
Différents endroits sur Terre possèdent également des stocks très variables de carbone 14. Les matières organiques de l’intérieur de la planète sont en grande partie exemptes de carbone 14. Les sédiments des parois des tranchées océaniques ont également des niveaux très bas. Mais les matériaux de la surface de l’océan reflètent les quantités relativement élevées dans l’atmosphère.
Dans le tissu musculaire des amphipodes, les niveaux de carbone 14 correspondaient aux abondances de la surface de 2004 à 2007, ce qui suggère que ces créatures vivent plus de dix ans. Leurs cousins ​​près de la surface ne vivent généralement que deux ans. La nourriture fraîchement digérée dans les intestins des amphipodes, quant à elle, avait des niveaux de carbone 14 similaires à ceux trouvés dans les échantillons de surface, ce qui suggère que les déchets de surface tombent rapidement dans les tranchées les plus profondes où les amphipodes les mangent.

La fosse des Mariannes

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Bien que la signature de la bombe nucléaire ait été enregistrée à quelques kilomètres de l’Atlantique Ouest, personne ne l’a jamais vue jusque-là. «C’est simplement intéressant, car tout devient clair», explique Robert Key, un océanographe de Princeton qui n’a pas participé à cette étude.
Il fait remarquer que, commençant à environ un kilomètre sous la surface du Pacifique Nord, les niveaux de carbone 14 correspondent de près à ceux de l’atmosphère qui existaient avant les essais à la bombe. «La teneur élevée en carbone 14 [dans les amphipodes] ne peut provenir que de la nourriture qui vient d’en haut», dit-il.

Ces matériaux soulignent un lien étroit entre l’activité humaine et l’éocan

L’abondance de matériaux générés lors des essais de bombe nucléaire dans le ciel retrouvés dans les corps d’amphipodes profonds souligne un lien très étroit entre l’activité humaine et les parties les plus isolées de l’océan.
«Ce sont des résultats extraordinaires, mais je ne suis pas surpris», déclare Timothy Shank, chercheur à la Woods Hole Oceanographic Institution. « Après 25 années d’exploration et de recherche sur les écosystèmes d’eau profonde, je trouve que leur lien avec nous est plus étroit que nous ne l’avions jamais pensé. » Les eaux des toilettes et les douches se cachent à 4 kilomètres de profondeur, dit-il, tandis que les déchets en plastiques et métalliques se sont multipliés dans 30 canyons d’eau profonde au large de la côte Est des États-Unis.
Et ce n’est pas la première fois que des chercheurs voient des amphipodes des fausses s’occuper des déchets de l’humanité. Un article publié en 2017 dans Nature Ecology & Evolution signalait que les amphipodes de deux fosses du Pacifique Ouest contenaient des niveaux élevés de PCB, un polluant industriel, autrefois largement utilisé dans les dispositifs électroniques, et de PBDE, un ignifuge. Dans certains amphipodes des tranchées des Mariannes, les concentrations de PCB étaient jusqu’à 50 fois plus élevées que celles trouvées chez les crabes capturés près de la rivière Liaohe, l’une des rivières les plus polluées de Chine.

Comprendre comment l’écosystème réagit à l’activité humaine

Sun et ses collègues n’en ont pas fini avec leurs amphipodes ou le riche écosystème qui s’épanouit dans ces canyons sous-marins. «Il y a beaucoup de créatures dans les endroits très profonds et très sombres», dit Sun. « Nous voulons comprendre comment l’écosystème réagit à l’activité humaine, et comment ce système réagit à cette lourde pollution venant de la surface. »
Source : Smithsonian
Crédit photo : Pixabay / Piaxabay  / Wikipédia (CC BY 2.5)

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