Tidak ada tempat di Bumi yang bebas dari pengaruh manusia — bahkan tidak ada dasar parit terdalam di lautan.
Makhluk mirip udang dari tiga parit samudera Pasifik Barat ditemukan mengunyah makanan yang tenggelam dari permukaan, meninggalkan ciri khas kimiawi yang unik dari uji coba bom nuklir berusia puluhan tahun di tubuh krustasea laut dalam. Temuan ini, yang diterbitkan baru-baru ini di Geophysical Research Letters, tidak hanya membantu ilmuwan kelautan mencari tahu bagaimana penghuni bawah ini bertahan, tetapi juga menggarisbawahi kedalaman yang bisa ditembus pengaruh manusia.
Parit-parit laut dalam mungkin merupakan salah satu sudut yang paling tidak dijelajahi di Bumi. Yang terdalam dari ini, Palung Mariana di Samudra Pasifik, mencapai sekitar 36.000 kaki di bawah permukaan laut. (Gunung Everest bisa duduk di bagian bawah, dan puncaknya masih akan terletak di bawah lebih dari satu mil air.) Di bagian bawah, suhu melayang tepat di atas titik beku dan air memberikan tekanan lebih dari 1.000 kali yang terasa di permukaan.
"Secara biologis, parit [laut] dianggap sebagai habitat paling murni di Bumi, " kata Weidong Sun, ahli geokimia di Institute of Oceanology di China dan rekan penulis studi baru. "Kami tertarik pada bagaimana kehidupan bertahan di sana, apa sumber makanannya, dan apakah aktivitas manusia memiliki pengaruh."
Lanceola clausi, amphipod anjing jantan, spesies laut dalam langka yang ditangkap di bawah 1.000 meter. (Russ Hopcroft / Arsip Sejarah Universal / UIG via Getty Images) Di kedalaman yang gelap itu, salah satu makhluk yang paling umum adalah amphipod mirip udang, keluarga krustasea yang mencari makan di dasar lautan. Dari mana makanan itu berasal adalah masalah perdebatan. Sumber potensial termasuk potongan yang meresap dari bagian dalam bumi, sedimen kaya nutrisi yang meluncur turun ke dinding parit yang curam, atau detritus lezat yang berembus turun dari permukaan.
Pengangkutan amphipoda laut dalam baru-baru ini menawarkan kesempatan kepada Sun dan rekannya untuk memecahkan misteri laut ini. Menggunakan perangkap berumpan, dua kapal penelitian Tiongkok pada 2017 memanen amphipoda dari tiga parit di Pasifik Barat, termasuk Palung Mariana yang terkenal. Tim Sun secara kimia menganalisis jaringan otot dan isi perut amphipoda dan menemukan peningkatan kadar karbon-14, varian berat karbon. Tingkat kelimpahan sangat cocok ditemukan di dekat permukaan laut, di mana jumlah karbon-14 lebih tinggi dari biasanya berkat tes bom nuklir yang dilakukan lebih dari setengah abad yang lalu.
Karbon datang dalam beberapa varietas berbeda berdasarkan pada berapa banyak neutron yang dimasukkan ke dalam inti atomnya. Sekitar satu dari setiap triliun atom karbon di Bumi memiliki dua neutron tambahan. Bentuk ini, yang dikenal sebagai karbon-14, muncul secara alami berkat partikel atom berkecepatan tinggi dari ruang angkasa yang mendera atom nitrogen. Namun di pertengahan abad ke-20, manusia menggandakan jumlah karbon-14 di atmosfer.
Menurut Badan Energi Atom Internasional, dari 1945 hingga 1963 Amerika Serikat dan Uni Soviet (dengan sedikit bantuan dari Inggris dan Prancis) meledakkan hampir 500 bom nuklir, 379 di antaranya meledak di atmosfer. Tes-tes ini secara dramatis meningkatkan jumlah karbon-14 di planet kita. Perjanjian Larangan Uji tahun 1963 menghentikan sebagian besar uji atmosfer dan bawah air, dan kadar karbon-14 di atmosfer memulai kembali dengan lambat ke normal — meskipun mereka masih lebih tinggi daripada tingkat pra-nuklir — karena perairan laut dan kehidupan di darat menyerap karbon dari udara.
Penurunan karbon-14 yang stabil ini, yang memiliki paruh sekitar 5.730 tahun, telah menjadi alat yang berguna untuk mencari tahu usia dan sumber bahan organik. Sepanjang kehidupan organisme apa pun, ia melekat pada karbon di lingkungan. Ketika organisme mati, pertukaran itu berhenti. Dengan mengukur berapa banyak karbon dalam bentuk karbon-14, para peneliti dapat menentukan kapan suatu organisme mati.
Tempat berbeda di Bumi juga memiliki inventarisasi karbon-14 yang sangat bervariasi. Bahan organik dari dalam planet ini sebagian besar bebas karbon-14. Sedimen dari dinding parit laut juga memiliki tingkat yang sangat rendah. Tetapi material dari permukaan laut mencerminkan jumlah yang relatif tinggi di atmosfer.
Dalam jaringan otot amphipoda yang dipanen, kadar karbon-14 sangat cocok dengan kelimpahan permukaan dari 2004 hingga 2007, yang menunjukkan bahwa makhluk ini hidup selama lebih dari satu dekade. Sepupu mereka di dekat permukaan biasanya hidup hanya selama dua tahun. Makanan yang baru dicerna di perut amphipod, sementara itu, memiliki kadar karbon-14 yang sama dengan yang ditemukan dalam sampel permukaan kontemporer, menunjukkan bahwa flotsam permukaan dengan cepat merosot ke parit terdalam di mana amphipod membungkusnya.
Peta Palung Mariana dengan Challenger Deep berlabel, titik terdalam yang diketahui di lautan dengan kedalaman sekitar 36.000 kaki. (Kmusser via Wikicommons CC BY 2.5) Sementara tanda tangan bom nuklir telah direkam beberapa mil di Atlantik Barat, tidak ada yang melihatnya sebagai kedalaman ini sebelumnya. "Ini hanya menarik karena semuanya keluar, " kata Robert Key, seorang ahli kelautan Princeton yang tidak terlibat dengan penelitian ini. Dia menunjukkan bahwa mulai sekitar satu mil di bawah permukaan Pasifik Utara, tingkat karbon-14 sangat cocok dengan apa yang tampak seperti atmosfer sebelum uji bom. “Karbon tinggi-14 [dalam amphipoda] hanya bisa berasal dari makanan yang turun dari atas, ” katanya.
Banyaknya bahan yang diciptakan dalam uji coba bom nuklir yang tinggi di langit yang ditemukan di dalam tubuh amphipoda yang tinggal di dalam menggarisbawahi hubungan yang sangat intim antara aktivitas manusia dan jangkauan laut yang paling terpencil.
“Ini memang hasil yang luar biasa, tetapi saya tidak terkejut, ” kata Timothy Shank, seorang peneliti di Woods Hole Oceanographic Institution. “Dari 25 tahun melakukan eksplorasi dan penelitian ekosistem laut dalam, saya menemukan hubungan mereka dengan kami lebih dekat dari yang pernah kami pikirkan.” Toilet dan kamar mandi mengintai dua mil ke bawah, katanya, sementara sampah plastik dan logam telah muncul di lebih banyak dari 30 ngarai air dalam di lepas pantai timur Amerika Serikat.
Dan ini bukan pertama kalinya para peneliti melihat amphipoda parit berurusan dengan sampah manusia. Sebuah makalah 2017 di Nature Ecology & Evolution melaporkan bahwa amphipoda dari dua parit Pasifik Barat mengandung peningkatan kadar polutan industri PCB, yang dulu banyak digunakan dalam perangkat elektronik, dan PBDE, penghambat api. Di beberapa amphipoda Palung Mariana, kadar PCB sebanyak 50 kali lebih tinggi daripada kadar yang ditemukan pada kepiting yang ditangkap di dekat Sungai Liaohe, salah satu sungai yang paling tercemar di Cina.
Sun dan rekannya tidak puas dengan amphipoda atau ekosistem kaya yang tumbuh subur di ngarai bawah laut ini. "Ada banyak makhluk di tempat yang sangat dalam, sangat gelap, " kata Sun. "Kami ingin memahami bagaimana ekosistem berurusan dengan aktivitas manusia ... dan bagaimana sistem bereaksi terhadap polusi berat ini dari permukaan."
