从20释放到大气中的放射性碳century核弹试验已经达到海洋的最深处，新的研究发现。
AGU期刊“ 地球物理研究快报 ”上的一项新研究发现了甲壳类动物肌肉组织核弹试验中放射性碳的第一个证据，这些甲壳类动物栖息在地球的海洋沟中，包括海洋中最深处的马里亚纳海沟。
自20世纪50年代后期以来，海洋表面的生物已将这种“炸弹碳”结合到构成其体内的分子中。这项新的研究发现深海海沟中的甲壳类动物在落入海底时会从这些生物体中摄取有机物质。研究报告的作者表示，研究结果表明，人类污染可以快速进入食物网并进入深海。
“尽管海洋环流需要数百年的时间才能将含有炸弹[碳]的水带到最深的海沟，但食物链的实现速度要快得多，”中国广州中国科学院地球化学家王宁表示。新研究的作者。
“就生物系统而言，表面和底部之间存在非常强烈的相互作用，人类活动甚至可能影响到生物系统11,000米，所以我们需要注意我们未来的行为，”地球化学家孙卫东说。在中国青岛的中国科学院，和新研究的合着者。“这不是预期的，但这是可以理解的，因为它受到食物链的控制。”
这组作者说，这些结果还有助于科学家们更好地了解生物如何适应生活在深海养分贫乏的环境中。他们研究的甲壳类动物因极度缓慢的代谢而长时间生活，作者怀疑这可能适应生活在这种贫困和恶劣的环境中。
产生放射性粒子
碳-14是放射性碳，当宇宙射线与大气中的氮相互作用时，它是自然产生的。碳-14比非放射性碳丰富得多，但科学家们几乎可以在所有生物体中检测到它，并用它来确定考古和地质样品的年龄。
20世纪50年代和60年代进行的热核武器试验使从炸弹中释放的中子与空气中的氮气反应时大气中碳-14的量增加了一倍。这种“炸弹碳”的水平在20世纪60年代中期达到顶峰，然后在大气层核试验停止时下降。到20世纪90年代，大气中的碳-14水平已降至其测试前水平的20%左右。
这种炸弹碳迅速从大气中掉出并混入海洋表面。自此以来几十年来生活的海洋生物已经使用炸弹碳在其细胞内构建分子，科学家们在炸弹测试开始后不久就看到了海洋生物中碳-14水平升高的现象。
生活在海底
海洋中最深的部分是海啸沟，即海底距离地表6公里(4英里)以上的区域。当一个构造板块在另一个构造板块下面俯冲时形成这些区域。栖息在这些战壕中的生物必须适应强烈的压力，极度寒冷，缺乏光线和营养。
在这项新研究中，研究人员希望使用炸弹碳作为河道沟中有机物质的示踪剂，以更好地了解生活在那里的生物。Wang和她的同事分析了2017年从热带西太平洋的Mariana，Mussau和New Britain Trenches收集的片脚类动物，其距离地表以下11公里(7英里)。片脚类动物是一种小型甲壳类动物，生活在海洋中，通过清除死亡的生物或消耗海洋碎屑来获取食物。
令人惊讶的是，研究人员发现，片脚类动物肌肉组织中的碳-14水平远高于深海水中有机物中碳-14的水平。然后，他们分析了片脚类动物的肠道内容，发现这些水平与从太平洋表面取得的有机物质样本估计的碳-14水平相匹配。这表明片脚类动物选择性地从落在海底的海洋表面上捕获碎屑。
适应深海环境
这项新发现使研究人员能够更好地了解栖息在壕沟中的生物的寿命以及它们如何适应这种独特的环境。
有趣的是，研究人员发现生活在这些战壕中的片脚类动物比较浅的水域中的对应物长得更大，寿命也更长。生活在浅水中的片脚类动物通常可以存活不到两年，并且长到20毫米(0.8英寸)的平均长度。但研究人员在深沟中发现了片脚类动物，这些战壕已有10多年的历史，长到91毫米(3.6英寸)。
该研究的作者怀疑，片脚类动物的大尺寸和长寿命可能是其生长在低温，高压和有限食物供应环境中的副产品。他们怀疑这些动物的代谢缓慢，细胞更换率低，这使得它们可以长时间储存能量。较长的使用寿命也表明污染物可以在这些不寻常的生物体中生物累积。
“除了材料主要来自地表之外，与年龄相关的生物累积也会增加这些污染物浓度，给这些最偏远的生态系统带来更多威胁，”王说。
新的研究显示深海海沟不是从人类活动中分离出来的，密歇根大学地球与环境科学副教授罗斯科里在一份电子邮件中说，他没有参与新的研究。研究表明，通过使用“炸弹”碳，科学家们可以在最偏远，最深处的海洋中探测人类活动的指纹。
Cory说，作者还使用“炸弹”碳来表明这些生物的主要食物来源是在海洋中产生的碳，而不是从附近沉积物中沉积的更多局部碳源。她补充说，这项新的研究还表明，深沟中的片脚类动物已经适应了深沟中的恶劣条件。
“这里真正新颖的不仅仅是地表海洋的碳能够在相对较短的时间尺度内到达深海，而且表层海洋中产生的'年轻'碳在最深的战壕中为生命提供动力或维持生命，”科里说。