Danskledet ekspedition til dybhavsgrav finder »overraskende« meget liv
Havets dybeste grave er blandt de mest uudforskede steder på kloden.

Ved indgangen til 2018 ved vi stadig kun meget lidt om, hvad der gemmer sig i de dybeste grave på vores planet. Der har været flere mennesker i rummet end i de dybe grave under havet.

Men en danskledet forskningsekspedition ønsker at kaste lys over nogle af klodens dybeste hemmeligheder og skal besøge tre dybhavsgrave, som ligger gemt under kilometervis af vandmasser.

Ekspeditionsleder og professor Ronnie N. Glud er netop hjemvendt fra første togt, hvor robotter blev sendt ned på 10 kilometers dybde i den såkaldte Kermadec-grav nord for New Zealand.

»Vi var overraskede over at se, hvor meget liv der gemte sig dernede. Det er primært bakterier, men der findes også små, mikrobiske dyr og større ådselædere som tanglopper og børsteorme. Vi ved kun meget lidt om, hvordan de er i stand til at fungere under det ekstreme tryk dernede,« siger Ronnie N. Glud, som er professor ved Biologisk Institut på Syddansk Universitet og har ledet dybhavsekspeditionen sammen med en new zealandsk forsker.

Masser af liv i dybet

Kermadecgraven er ifølge Ronnie N. Glud en af i alt 27 dybhavsgrave, vi kender på kloden. De dybe grave kaldes også for hadale zoner – navngivet efter dødsriget Hades i den græske mytologi.

Dybe grave i havet

70 procent af Jorden er dækket af hav.

En stor del af havbunden er såkaldte dybhavssletter, som ligger på omkring 4-6 kilometers dybde.

Nogle steder på kloden bliver dybhavssletterne afbrudt af endnu dybere grave.

I alt er der 27 dybhavsgrave (hadale zoner), og tilsammen dækker de et areal på størrelse med Australien.

Dybhavsgravene er opstået i geologisk aktive områder, hvor kontinentalplader mødes.

Kilde: Ronnie N. Glud

De nye data viser imidlertid, at hadale zoner på ingen måder er døde riger. Tværtimod ser det ud til, at der er mere liv i de hadale zoner end på de højereliggende dybhavssletter, der omgiver de dybe grave.

»Generelt forholder det sig sådan, at jo dybere ned i havet, man rejser, des mindre liv vil man finde. Simpelthen fordi der er mindre organisk materiale dernede, og derfor er der mindre at leve af. Men vi havde en teori om, at på de allerdybeste steder ville der måske være mere liv, fordi det organiske materiale bliver akkumuleret i gravene. Det har vores ekspedition bekræftet,« siger Ronnie N. Glud og tilføjer:

»Man kan sige, at det organiske materiale samler sig på de dybeste steder på havbunden, ligesom når bladene i en baggård samler sig i kælderskakten.«

Lever af døde dyr fra oven

Den øde dybhavsslette, som omgiver Kermadecgraven, ligger på 6 kilometers dybde. Derfra skærer Kermadecgraven sig cirka 4 kilometer længere ned i dybet, og den aflange grav løber som et 1.500 kilometer langt ar gennem havbunden.

Det organiske materiale, som findes nede i dybet, stammer i høj grad fra de øverste vandmasser – det kan eksempelvis være alger, døde fisk eller hvaler, som går til bunds. Nede i dybet er der ingen sollys, som kan give energi og næring til livet, så det organiske materiale, som falder ned fra oven, er en livsvigtig kilde til energi og mad for livet i dybet.

»Kermadecgraven ligger i et område med relativt lav produktivitet, hvor der ikke synker så meget organisk materiale ned. Derfor blev vi overraskede over, at der alligevel var så meget liv dernede. Men vi kunne også se, at der var en overraskende stor variation i livet dernede,« forklarer Ronnie N. Glud og tilføjer, at der findes »uendeligt få prøver« fra Kermadecgraven og lignende dybhavsgrave.

»Der blev trukket et trawl på bunden af Kermadecgraven i 1958, men kun meget få sedimentkerner er blevet bjærget. Det samme gælder andre dybhavsgrave. De er meget uudforskede.«

tangaroa forskningsskib

Forskningsskibet Tangaroa bragte forskerne og deres udstyr ud til Kermadecgraven, som ligger nord for New Zealand. (Foto: NIWA/Ronnie N. Glud)

Nye ekspeditioner venter

Allerede til marts skal det internationale forskerhold anført af Ronnie N. Glud og en tysk kollega på endnu en ekspedition ned i dybet, når de besøger Atacamagraven (max dybde 8.068 meter) i Stillehavet ud for Chile. Senere går turen til Japanergraven (max dybde 10.554 meter) sydøst for Japan.

Ekspedition i dybet

Det internationale hold bag ekspeditionen til Kermadecgraven er ledet af Ronnie N. Glud og Ashley Rowden fra den new zealandske forskningsinstitution NIWA.

I alt var 22 forskere og teknikere fra Danmark, Tyskland, Storbritannien, Chile og New Zealand med på ekspeditionen, som foregik i november/december 2017.

Forskerholdet skal i alt besøge tre dybhavsgrave.

Projektet er finansieret af med en bevilling på 24 millioner kroner fra Det Europæiske Forskningsråd (ERC).

Kilde: Ronnie N. Glud

»Det er stadig meget usædvanligt at lave forskning de dybeste steder på Jorden, selvom vi skriver 2018. Der er kun få, som har instrumenter, der er i stand til at gå ned i de helt store havdybder. Så det er virkelig spændende ny forskning, som de er i færd med at lave,« siger Bo Barker Jørgensen, som er professor og leder af Center for Geomikrobiologi ved Aarhus Universitet og ikke er involveret i ekspeditionen til dybhavsgravene.

Forud for rejserne til Jordens hadale zoner ligger flere års arbejde med at udvikle teknologi, som kan klare det voldsomme tryk på de store havdybder. Udviklingen af nye instrumenter og robotter har forskerne fra Syddansk Universitet udført i samarbejde med tyske forskere fra Max Planck Instituttet i Bremen.

Robotter på dybt vand

På det seneste togt blev prøverne blandt andet taget af robotter, som forskerne lod synke i dybet. En af robotterne målte eksempelvis på ilten i havbunden ved hjælp af bittesmå sensorer.

»En af de ting, som er vigtige for os, er at måle iltfordelingen i sedimentet. Men problemet er, at sedimentprøverne bliver påvirket på vej op mod overfladen i takt med ændringerne i trykket og temperaturen. Derfor laver vi iltmålinger nede på bunden, så vi kan få data fra den uforstyrrede havbund,« forklarer Ronnie N. Glud.

I alt havde forskerne fire forskellige selvdrevne instrumenter nede på bunden af Kermadecgraven. Ud over at måle på iltfordelingen i sedimenterne, tog robotterne også sediment- og vandprøver, indsamlede mikrober og tog billeder og video i dybet.

Når robotterne var færdige med deres arbejde på bunden, udløstes en ballast på 200 kilo jern. Herefter begyndte de at stige op til overfladen, hvor forskerne kunne hente dem og undersøge de indsamlede data og prøver.

Videoen viser måleudstyrets vej ned igennem det mørke dyb, inden det rammer bunden i 9994 meters dybde. (Video: NIWA)

Satte verdensrekord

Herudover sendte forskerne også instrumenter med et mere end 10 kilometer langt kabel ned i graven for at indsamle store mængder af sediment fra dybet. Dermed satte forskerne faktisk en verdensrekord for sediment indsamlet med denne type grej.

»Det er de dybeste prøver, der nogensinde er taget med denne her teknik. Det er meget vanskeligt at sende store instrumenter ned via stålwirer og tage prøver af sedimentet på så stor dybde,« fortæller Ronnie N. Glud og tilføjer, at instrumenterne hentede 30-40 centimeter lange sedimentprøver med op fra dybet.

Netop teknikken med at hive prøver op fra dybet ved hjælp af lange wirer har en unik dansk historie bag sig. Ifølge Bo Barker Jørgensen var det nemlig på denne måde, at den danske Galathea 2-ekspedition (1950-52) opdagede, at der overhovedet var liv i klodens dybeste grave.

»Til Galathea 2 ekspeditionen havde man udviklet en speciel stålwire, som kunne gå dybere ned end nogensinde før og tage prøver med en grab. Det var på den måde, at man opdagede, at der var liv på havbunden i de dybeste grave på Jorden. Det var virkelig banebrydende, for tidligere troede man ikke, at der ville kunne være liv under det enorme tryk, som er dernede,« forklarer Bo Barker Jørgensen, som selv har været med til at kortlægge mikroorganismer, som lever dybt nede under havbunden, kaldet den dybe biosfære (læs mere her)

Livet er anderledes i dybet

Netop Kermadecgraven har også en relation til Galathea-ekspeditionen, for det var under dette togt, at man i 1952 opdagede gravens dybeste sted, kaldet ’Scholl deep’.

Siden Galathea-ekspeditionens pionerarbejde i 1950’erne har enkelte ekspeditioner også sendt bemandede fartøjer ned i klodens dybeste grave – senest vakte det stor opmærksomhed, da den canadiske filminstruktør James Cameron i 2012 tog en specialudviklet ubåd ned til bunden af den dybeste grav, Marianergraven (max dybde cirka 11 kilometer).

Ronnie N. Gluds forskningsudstyr har også været på besøg i Marianergraven og blandt andet opdaget, at bakteriesamfund stortrives på 11 kilometers dybde – det kan du læse mere om i denne artikel.

Selvom forskningen gennem tiden har afsløret, at der findes masser af liv på bunden af de dybe grave, påpeger Ronnie N. Glud, at det er meget anderledes end livet, vi kender fra toppen af vandmasserne.

»Fiskene findes ikke dybere end syv-otte kilometers dybde. Deres fysiologi kan ikke fungere under det ekstremt høje tryk. Men der findes masser af mikroorganismer, særligt bakterier, og vi ser også mange primitive små dyr. De største og mest iøjnefaldende er tanglopper,« fortæller Ronnie N. Glud.

Sådan kan livet i dybhavet se ud. Denne tangloppe er ifølge Ronnie N. Glud blevet hentet op fra dybet under en tidligere ekspedition til en anden dybhavsgrav, Tongagraven, som er 10.800 kilometer dyb. Ronnie N. Gluds seneste 'besøg' i Kermacgraven var hans femte ekspedition til en dybhavsgrav. (Foto udlånt af Ronnie N. Glud)

Stor variation i dybet

Netop fordi livet i dybet er tilpasset det voldsomme tryk, kan dybhavsorganismerne ikke klare en rejse op til overfladen. For at få organismerne med op til overfladen i hel tilstand er forskerne derfor nødt til bruge kemikalier for at bevare dem intakte.

Kermadecgraven

Kermadecgraven er 1.500 kilometer lang og nogle steder op til 4 kilometer bred.

På de dybeste steder er graven 10 kilometer dyb.

Kilde: Ronnie N. Glud

»Nogle af vores instrumenter kan injicere kemikalier i vandprøverne nede på bunden. På den måde bliver mikroberne fikseret. Ellers ville de højst sandsynligt gå i stykker, når prøven bliver trukket op af vandet, og så kan vi ikke undersøge dem i detaljer, eller se meget liv der gemmer sig dernede,« forklarer Ronnie N. Glud.

De foreløbige resultater fra Kermadecgraven tyder på, at der er stor variation i livet på bunden af graven. Forskerne tog prøver flere steder langs den 1.500 kilometer lange grav, og det viste sig, at der var store lokale forskelle i dybet.

»Nogle steder var der langt mere liv end andre. Der var en langt større variation, end vi havde regnet med. Selv inden for meget korte afstande kan der være stor forskel på, hvad vi finder,« siger Ronnie N. Glud.

Har betydning for ilt på Jorden

Ekspeditionen til de dybe grave er grundforskning, som har til formål at give os et indblik i en ukendt verden fjernt fra vores egen. Men Ronnie N. Glud påpeger, at forståelsen af livet i det oceaniske dyb faktisk også har betydning for forståelsen af vores eget liv på overfladen af planeten.

»Vi er nødt til at forstå dybhavet for at kunne forstå, hvilken rolle havet spiller for kemien på vores planet. Vi vil gerne finde ud af, hvor meget organisk materiale der blot begraves i havbunden, og hvor meget der omsættes af mikrober nede i dybet. Det lyder nørdet, men i virkeligheden er det en proces, som er med til at regulere, hvor meget ilt der er tilgængeligt på vores planet. Og det er jo temmelig væsentligt for os alle sammen,« siger Ronnie N. Glud.

Han forklarer, at når mikroorganismerne æder det organiske materiale, som dumper ned til dem, bliver en række stoffer fra materialet frigjort og gjort tilgængelige igen, herunder næringsstoffer og CO2.

Kortet viser to af de dybeste oceaniske grave på kloden. Marianergraven er dybest ved Challenger Deep (ca. 10.916 meter) og næstdybest ved Sirena Deep. Kermadecgraven er på sit dybeste sted, Scholl Deep, knap 10.000 meter dyb. (Illustration: USGS)

Atomaffald i dybet

Endelig skal forskningen i de dybe grave også være med til give ny viden om menneskeskabt forurening. Forskning har nemlig indikeret, at en del af vores affald kan havne i dybhavsgravene.

»Vi besøgte Japanergraven, fire måneder efter at der var et uheld på et atomkraftværk i Japan under jordskælvet i 2011. Allerede efter fire måneder kunne vi finde radioaktivt materiale fra de ødelagte reaktorer på bunden af graven. Det tyder på, at der er en effektiv transport af materiale ned til bunden af gravene,« siger Ronnie N. Glud.

Forskerne vil i de næste mange måneder analysere data og prøver fra Kermadecgraven, og om få måneder får de endnu flere prøver, når ekspeditionen til Atacamagraven finder sted.

En container fyldt med robotter og andre dybhavsinstrumenter er allerede blevet sendt af sted fra New Zealand til Chile.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud