Dno Pacyfiku wciąż ma mniej pokarmu 44 lata po testowym wydobyciu głębinowym

Koleiny, które ponad cztery dekady temu wyżłobiła w dnie Pacyfiku maszyna do wydobywania konkrecji, wciąż kryją mniej pokarmu niż otaczające je dno. Osad w bruzdach zawiera mniej materii organicznej, i to materii gorszej jakości, niż nietknięte podłoże kilka metrów dalej, a tam, gdzie pokarmu jest najmniej, żyje mniej zwierząt.

Ma to znaczenie, bo właśnie w tym fragmencie oceanu, w strefie Clarion-Clipperton między Hawajami a Meksykiem, firmy wydobywcze chcą zacząć na skalę przemysłową zbierać bogate w metale konkrecje. Większość wiedzy o tym, jak otchłań się regeneruje, pochodzi z krótkich eksperymentów. Ten trwa przez przypadek od czterdziestu czterech lat i dostawa pokarmu, od której zależy każde żyjące tam zwierzę, wciąż nie wróciła.

Badanie, którym kierowała biolog morska Rachel Jeffreys z University of Liverpool i które ukazało się w czasopiśmie „Elementa: Science of the Anthropocene”, przyjrzało się miejscu próbnego wydobycia prowadzonego przez Ocean Minerals Company, znaną jako OMCO. „Co niezwykłe, wciąż potrafimy wykryć skutki testu wydobywczego 44 lata po nim”, powiedziała Jeffreys.

Na równinach abisalnych, leżących na głębokości od 3000 do 6000 metrów, pokarm dociera jako wolna mżawka cząstek opadających z oświetlonej powierzchni: martwy plankton, odchody, fragmenty wszystkiego, co żyło kilometry wyżej. Artykuł nazywa tę cząsteczkową materię organiczną podstawowym źródłem pokarmu zwierząt dna morskiego i kluczowym czynnikiem decydującym o tym, ile gatunków tam żyje.

Maszyna wydobywcza na statku szpiegowskim

Test odbył się w 1979 roku. Hughes Glomar Explorer, statek zbudowany pierwotnie na potrzeby tajnej operacji CIA, która miała wydobyć zatopiony radziecki okręt podwodny, opuścił na dno samobieżny kolektor na stalowej rurze złożonej z 18-metrowych odcinków. Maszyna miała 9 metrów szerokości, 14 metrów długości i 4,5 metra wysokości, ważyła około 100 ton i poruszała się po mule na śrubach Archimedesa na głębokości około 4700 metrów.

Jej zadaniem było zgarnianie polimetalicznych konkrecji, wielkości ziemniaka bryłek minerałów, które rosną na dnie oceanu przez miliony lat. Zawierają metale wykorzystywane w akumulatorach, ekranach dotykowych i innej elektronice, dlatego pokryta nimi strefa Clarion-Clipperton przyciąga tak duże zainteresowanie komercyjne.

Kiedy kolektor odjechał, zostawił po sobie dwie głębokie bruzdy napędowe i pas dna między nimi, z którego zebrano konkrecje. Opublikowane w 2025 roku w „Nature” badanie tego samego miejsca wykazało, że bruzdy, o głębokości od 0,2 do 0,8 metra i szerokości od 1 do 3 metrów, wyglądają niemal dokładnie tak jak na zdjęciach wykonanych tuż po teście.

Jak to zrobili

Prace terenowe należały do SMARTEX (Seabed Mining and Resilience To EXperimental Impact), finansowanego przez Wielką Brytanię projektu, którym kierowali Daniel Jones z National Oceanography Centre i Adrian Glover z Natural History Museum w Londynie. W 2023 roku zespół spędził miesiąc na pokładzie statku badawczego RRS James Cook nad dawnym miejscem testu, wykorzystując zdalnie sterowany pojazd do sfotografowania kolein i pobrania próbek osadu na głębokości około 4800 metrów.

Próbki pochodziły z trzech rodzajów podłoża: samych kolein kolektora, obszaru pióropusza obok nich, gdzie osad wzbudzony przez maszynę ponownie opadł, oraz miejsca kontrolnego, którego nigdy nie tknięto. W towarzyszącym badaniu „Nature” próbki z pióropusza pochodziły z około 10 metrów od koleiny, a z obszaru kontrolnego z mniej więcej 2 kilometrów.

Dla każdego rdzenia zespół zmierzył, ile pokarmu zawiera osad i jak dobrej jest on jakości. O ilości mówią całkowity węgiel organiczny i azot. O jakości, stabilne izotopy węgla i azotu, chemiczne odciski palców mówiące, skąd materiał pochodzi i jak dalece się rozłożył. Podobnie biomarkery lipidowe, tłuszcze w osadzie, w tym kwasy tłuszczowe omega-3, których zwierzęta głębinowe potrzebują do wzrostu i rozmnażania. Badacze zmierzyli też wielkość ziaren osadu i porównali to wszystko z liczbą zwierząt policzonych na zdjęciach nieruchomych i w materiale wideo z tego samego podłoża.

Samo liczenie zwierząt pokazałoby, że czegoś brakuje. Pomiar pokarmu wskazuje możliwą przyczynę.

Czego brakuje w koleinach

Wewnątrz kolein kolektora zarówno ilość, jak i jakość materii organicznej były niższe niż w otoczeniu, a przy tym bardziej nierówne z próbki na próbkę. Wielkość ziaren w koleinach także różniła się od tej poza nimi, a rozkład materii organicznej podążał za tymi różnicami. Maszyna zmieniła sam osad, a zmieniony osad oferuje uboższą dietę.

Zwierzęta podążyły za pokarmem. Zagęszczenie otwornic (jednokomórkowych organizmów z muszlami), ksenofioforów (olbrzymich jednokomórkowców, które mogą urosnąć większe niż moneta) i megafauny, czyli zwierząt wystarczająco dużych, by zobaczyć je na zdjęciach, było wyższe w miejscu kontrolnym i na obszarze pióropusza, gdzie jakość materii organicznej była najwyższa. Obszar pióropusza, tylko obsypany osadem, który ponownie opadł, wyglądał niemal jak nietknięte dno. Zniszczenia skupiły się tam, gdzie faktycznie przejechał kolektor.

„Zmiany w ilości i jakości materii organicznej mogą wpływać na pokarm dostępny organizmom żyjącym na dnie morskim i w konsekwencji na to, jak ekosystemy regenerują się po zaburzeniu”, powiedziała Jeffreys.

Dlaczego czterdzieści cztery lata to tam niewiele

Otchłań działa według innego zegara. Naturalna sedymentacja w strefie Clarion-Clipperton dodaje zaledwie od 1,5 do 11 milimetrów nowego materiału na tysiąc lat, wynika z badania tego miejsca opublikowanego w „Nature”. Przy najszybszym z tych temp czterdzieści cztery lata odkładają około pół milimetra, o wiele za mało, by zasypać bliznę czy odtworzyć warstwę, którą naruszyła maszyna wydobywcza.

Opublikowany w 2025 roku w „Nature” artykuł, którym kierował Jones, odnotował w koleinach pewne oznaki regeneracji. Żyjące w osadzie robaki, skorupiaki i mięczaki wróciły w nieco niższym, ale ogólnie zbliżonym zagęszczeniu, w bruzdach gromadziły się ruchliwe strzykwy, a nowe ksenofiofory o średnicy ponad 50 milimetrów osiedliły się w liczbie do około ośmiu na metr kwadratowy. Jednak zwierzęta żyjące na stałe w jednym miejscu, takie jak gąbki, pozostawały na zaburzonym dnie nieliczne. Nowy artykuł w „Elementa” dokłada do tych pomiarów warstwę leżącą u ich podstaw: zasoby pokarmu w koleinach są wciąż zubożone, a liczebność zwierząt idzie za nimi.

Czego to nie rozstrzyga

Test OMCO był niewielki. Naruszył kilka wąskich kolein, podczas gdy komercyjna eksploatacja zamiatałaby znacznie większe obszary przez wiele lat. Autorzy badania z „Nature” zauważają, że niektóre elementy konstrukcji współczesnych kolektorów mogą powodować mniejsze szkody fizyczne niż maszyna z 1979 roku, więc skala i kształt przyszłych oddziaływań nie są prostym pomnożeniem tego jednego przypadku.

Badanie opiera się też na jednym miejscu. Jeffreys mówi, że potrzeba więcej prac, by zrozumieć, jak materia organiczna zmienia się w całej strefie Clarion-Clipperton, która rozciąga się na miliony kilometrów kwadratowych, z różnymi głębokościami, osadami i zasobami pokarmu.

Związek między pokarmem a zwierzętami to korelacja. Zagęszczenie fauny rośnie i maleje wraz z jakością materii organicznej na trzech rodzajach podłoża, co pasuje do wyobrażenia, że uboższa dieta utrzymuje populacje na niskim poziomie, ale badanie nie sprawdziło tej przyczyny bezpośrednio. Utrata samych konkrecji, których wiele zwierząt używa jako twardej powierzchni do życia, działa na tym samym obszarze.

Najczęstsze pytania o wydobycie głębinowe i regenerację dna morskiego

Czym jest strefa Clarion-Clipperton?

To rozległa równina abisalna we wschodniej i środkowej części Pacyfiku, między Hawajami a Meksykiem, położona przeważnie na głębokości od czterech do sześciu kilometrów. Jej dno pokrywają polimetaliczne konkrecje, wielkości ziemniaka bryłki minerałów bogate w metale do akumulatorów, co czyni ją głównym celem proponowanego wydobycia głębinowego.

Ile czasu dno morskie potrzebuje na regenerację po wydobyciu głębinowym?

Nikt nie zna pełnej odpowiedzi, ale miejsce testu OMCO pokazuje, że niektóre szkody utrzymują się co najmniej dziesięciolecia. Czterdzieści cztery lata po jednym teście koleiny wyglądają niemal bez zmian, zwierzęta osiadłe pozostają nieliczne, a osad wciąż zawiera mniej pokarmu niż otaczające dno.

Dlaczego materia organiczna ma znaczenie na głębokim dnie morskim?

Do otchłani dociera niemal żadne światło, więc żyjące tam zwierzęta zależą od cząstek organicznych opadających z powierzchni. Ilość i jakość tego materiału, w tym składników odżywczych takich jak kwasy tłuszczowe omega-3, kształtują to, ile zwierząt dno może wyżywić i jakie gatunki tam żyją.

Przepisy wciąż powstają

Badacze twierdzą, że ich wyniki pokazują potrzebę długoterminowego monitoringu oraz to, że zmiany w ilości i jakości materii organicznej powinny być częścią oceny i regulacji wydobycia głębinowego w strefie Clarion-Clipperton. Ponieważ strefa leży na wodach międzynarodowych, ewentualne wydobycie komercyjne należy do kompetencji Międzynarodowej Organizacji Dna Morskiego (International Seabed Authority), która wciąż opracowuje ramy prawne, finansowe i środowiskowe, jakich wymagałoby wydobycie na pełną skalę.

„Te ustalenia są szczególnie ważne, gdy propozycje przyspieszenia komercyjnego wydobycia głębinowego nabierają tempa”, powiedziała Jeffreys. Artykuł ukazał się w „Elementa” 2 listopada 2026 roku, na podstawie próbek zebranych na początku 2023 roku, a projekt SMARTEX kontynuuje prace nad tym, jak ekosystemy abisalne reagują na zaburzenia wydobywcze i jak się po nich regenerują.

Źródło: Jeffreys et al., „Long-term impacts of deep-sea mining on sediment organic matter quantity and quality,” Elementa: Science of the Anthropocene, 2026. DOI: 10.1525/elementa.2025.00106

Tagi: Clarion-Clipperton Zone, dno morskie, górnictwo głębinowe, Hughes Glomar Explorer, konkrecje polimetaliczne, oceany