7 Minuty
Vědci zkoumající Grónské moře objevili impozantní ultrahluboké studené vyvěrání: krystalické kupy plynových hydrátů více než 3 600 metrů pod hladinou, které hostí bohaté a aktivní společenství mořských živočichů. Tento objev — uskutečněný v rámci expedice Ocean Census Arctic Deep EXTREME24 — rozšiřuje naše znalosti o tom, kde se v severních šířkách mohou zachovat zásoby uhlíku a chemosyntetický život.
Jak byly kupy Freya objeveny
Objev začal sloupcem plynu ve vodním sloupci. Výzkumníci na palubě expedice vedené UiT The Arctic University of Norway zachytili tzv. "gas flare" — vertikální poruchu ve vodním sloupci, která signalizuje stoupající metan a další uhlovodíky z mořského dna. Tým nasadil dálkově ovládané vozidlo (ROV), aby lokalitu prozkoumal, a odhalil odkryté kupy plynového hydrátu: ledovité krystaly, které za vysokého tlaku a nízké teploty uzavírají metan v mřížce molekul vody.
Při hloubce zhruba 3 640 metrů (cca 11 940 stop) mohou kupy plynových hydrátů u Freyi představovat dosud zaznamenané nejhlubší studené vyvěrání tohoto typu. Tato hloubka je pozoruhodná: většina zdokumentovaných studených vývěrů se nachází v hloubkách menších než 2 000 metrů. ROV odebral vzorky plynu, surové ropy a sedimentu a zároveň zaznamenal překvapivě vysokou diverzitu živočichů žijících přímo na hydrátových nánosech i uvnitř nich.
Život bez slunečního světla: chemosyntetické společenstvo
Kupy Freya hostí organismy, které nejsou závislé na fotosyntéze, ale na chemosyntéze — mikroby přeměňující metan, sirovodík a další uhlovodíky na biochemickou energii. Pozorovaná živočišná sestava zahrnuje rourníky (siboglinidae) a maldanidní červy, šneky skupin skeneid a rissoid, amphipody z čeledi Melitidae a různé bristle červy (polycháty) a mlži bivalvní skupiny.
Organismy objevené u kup Freya zahrnovaly rourníky (b), korýšovité připomínající krevetky (c), bristle červy (d) a mlže (g)
Tato společenstva připomínají komunity známé z arktických hydrotermálních průduchů v podobných hloubkách, což naznačuje ekologické propojení mezi studenými vývěry a ventily v regionu. Stabilní přísun metanu a těžších uhlovodíků unikajících z kůry poskytuje těmto organismům spolehlivý zdroj chemické energie — oázu na dně oceánu zavěšenou pod téměř čtyřkilometrovou vrstvou temné vody. Chemotrofní potravní řetězce v takových lokalitách vytvářejí mikrosystémy s vysokou specializací, kde symbióza mezi bakteriemi a makrofaunou umožňuje kolonizaci oblastí, které by jinak byly bez života.
Geologický původ a klimatický kontext
Chemické analýzy sedimentů a uhlovodíků získaných z lokality naznačují, že velká část uhlíku pochází z terestrického rostlinného materiálu uloženého před miliony let. Izotopické a molekulární podpisy ukazují na organickou hmotu z kvetoucích rostlin, které v teplejších obdobích miocénu (přibližně 23–5,3 milionu let před současností) rostly v lesnatém Grónsku. Během geologického času se tyto uhlíkaté sedimenty přeměnily na uhlovodíkové rezervoáry, které nyní pronikají zpět přes mořské dno.
Přibližně pětina zemského metanu se odhaduje být uložena jako plynový hydrát v mořských sedimentech. Pochopení distribuce, stability a dynamiky těchto hydrátových zásob je zásadní, protože jsou součástí globálního cyklu uhlíku a mohou reagovat na oteplování oceánů a změny tlaku. Přes značný postup v mapování a modelování zůstávají velké mezery v hodnocení jejich role jako potenciálního energetického zdroje a možné klimatické zpětné vazby (positive feedback), zejména pokud by destabilizace hydrátů uvolnila významné množství metanu do vodního sloupce nebo atmosféry.
Dopady na biodiverzitu a správu hlubokomořského prostředí
Výzkumníci zdůrazňují, že kupy Freya nejsou jen vědecky zajímavé, ale mají i vysokou ekologickou hodnotu. „Tento objev přepisuje pravidla pro arktické hlubokomořské ekosystémy a cykly uhlíku,“ říká zástupkyně hlavního vědeckého týmu Giuliana Panieri. „Našli jsme ultrahluboký systém, který je současně geologicky dynamický a biologicky bohatý, což má důsledky pro biodiverzitu, klimatické procesy a budoucí správu oblasti Vysokého severu.“
Marinekolog Jon Copley z University of Southampton, který se expedice zúčastnil, varuje, že podobná velmi hluboká studená vyvěrání mohou být v oblasti rozšířená a že tato ostrovní stanoviště na dně oceánu si zaslouží ochranu: „Pravděpodobně existují další velmi hluboké plynové hydrátové cold seeps jako kupy Freya čekající na objevení, a mořský život, který kolem nich prosperuje, může být klíčový pro biodiverzitu hlubokého Arktického oceánu. Tato ostrovní stanoviště na mořském dně bude třeba chránit před případnými dopady budoucí těžby na dně.“
Ochrana takových lokalit zahrnuje posouzení citlivosti společenstev chemosyntetického života, vyhodnocení rozsahu a trvání úniků metanu, a implementaci řízených přístupů k monitoringu, které kombinují dálkový průzkum, vzorkování sedimentů a genetické analýzy. Regulace a ochranné zásahy by měly zohlednit i kumulativní dopady klimatických změn a zvýšeného průzkumu arktických zdrojů.
Stálé tlaky na zdroje a debata o těžbě
Výsledky přicházejí v čase, kdy roste zájem o využívání hlubokomořských zdrojů. Dosud se hlubokomořská těžba soustředila převážně na polymetalické hrudky — hrudky velikosti brambory obsahující vzácné kovy využívané v elektronice. Nicméně arktické dno obsahuje i uhlovodíky a plynové hydráty, které by mohly vzbudit zájem průmyslu a států. Porušení sedimentů s hydráty by mohlo poškodit křehké chemosyntetické ekosystémy a současně uvolnit metan, silný skleníkový plyn — tedy dvojí riziko pro biodiverzitu i klima.
Autoři studie v Nature Communications konstatují: „I přes významný pokrok v pochopení distribuce a koncentrace plynových hydrátů zůstává hlavní výzvou zhodnotit plynové hydráty jako energetický zdroj a jejich roli v globálních klimatických změnách.“ Tato výzva zahrnuje technické, environmentální i právní aspekty: od bezpečného těžení a prevence úniků až po mezinárodní režimy řízení mořského dna v arktickém prostoru.
Diskuse o hlubokomořské těžbě v Arktidě proto spojuje různé zájmové skupiny — vědu, průmysl, mezinárodní politiku a organizace ochrany přírody. K těmto debatám patří i návrhy na moratoria, význam rozsáhlých environmentálních dopadových studií (EIA) a implementace sítí mořských chráněných oblastí navržených tak, aby vyvážily ekonomické možnosti a ochranu unikátních hlubokomořských ekosystémů.
Odborný komentář
Dr. Maria Alvarez, mořská geochemik s dvacetiletou zkušeností z hlubokomořského výzkumu, doplňuje: „Objevy jako kupy Freya rozšiřují naše chápání toho, kde mohou složité ekosystémy prosperovat za extrémních podmínek. Z geochemického hlediska jsou tyto lokality přirozenými laboratořemi — odhalují, jak jsou starobylé uhlíkové zásoby stále propojené s moderní chemií oceánů. Jejich ochrana by měla být prioritou, protože technologie průzkumu pronikají stále hlouběji a zájem průmyslu roste.“
Jak mapování a průzkumy pomocí ROV pokračují napříč arktickým hlubokomořím, vědci očekávají, že se v datech objeví další ultrahluboká vyvěrání. Každá nová lokalita zpřesňuje modely ukládání uhlíku, pochopení biodiverzity hlubokých vod a odhad možných důsledků lidské činnosti v jedné z posledních hranic Země. Budoucí výzkum se bude pravděpodobně zaměřovat na kombinaci geofyzikálních map, izotopických analýz, genetické taxonomie fauny a modelování stability hydrátů za různých scénářů oteplování oceánů.
Výzkum z expedice Ocean Census Arctic Deep EXTREME24 byl publikován v časopise Nature Communications (2025). Tato publikace poskytuje detailní data o geochemických signaturách, biologické diverzitě a metodice průzkumu, která budou sloužit jako referenční bod pro další studie plynových hydrátů, studených vyvěrání a ochranářskou politiku v Arktidě.
Zdroj: sciencealert
Zanechte komentář