Tο μυστήριο των λευκών φωτοστέφανων στον πυθμένα του ωκεανού
Ένα απορριφθέν βαρέλι στον πυθμένα της θάλασσας στα ανοικτά των ακτών του Λος Άντζελες. Η εικόνα τραβήχτηκε κατά τη διάρκεια έρευνας τον Ιούλιο του 2021 από το τηλεχειριζόμενο όχημα SuBastian. Από: Schmidt Ocean Institute.
Οι επιστήμονες λύνουν επιτέλους το μυστήριο των φαντασμάτων στον πυθμένα του ωκεανού.
Αρχικά θεωρούνταν ότι περιείχε το φυτοφάρμακο DDT, αλλά η μελέτη αποκαλύπτει ότι ορισμένα βαρέλια περιείχαν καυστικά αλκαλικά απόβλητα.
Βαρέλια που απορρίφθηκαν στη Νότια Καλιφόρνια πριν από δεκαετίες έχουν βρεθεί να διαρρέουν αλκαλικά απόβλητα, όχι μόνο DDT, αφήνοντας πίσω τους απόκοσμες λευκές άλω και μετατρέποντας τμήματα του βυθού σε τοξικές οπές. Τα ευρήματα αποκαλύπτουν μια επίμονη και ελάχιστα γνωστή κληρονομιά βιομηχανικής απόρριψης που εξακολουθεί να διαμορφώνει τη θαλάσσια ζωή σήμερα.
Το 2020, στοιχειωμένες εικόνες από διαβρωμένα μεταλλικά βαρέλια στον βαθύ ωκεανό στα ανοιχτά του Λος Άντζελες έκαναν την εμφάνισή τους στο κοινό. Αρχικά συνδεδεμένες με το τοξικό εντομοκτόνο DDT, ορισμένα βαρέλια ήταν περικυκλωμένα από άγνωστα υλικά στο ίζημα. Δεν ήταν σαφές εάν τα βαρέλια περιείχαν απόβλητα DDT, αφήνοντας το περιεχόμενο των βαρελιών απόκοσμο και ανεξήγητο.
Τώρα, νέα έρευνα από το Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο αποκαλύπτει ότι τα βαρέλια περιείχαν καυστικά αλκαλικά απόβλητα, τα οποία δημιούργησαν τα φωτοστέφανα καθώς διέρρευσαν. Αν και τα ευρήματα της μελέτης δεν μπορούν να προσδιορίσουν ποιες συγκεκριμένες χημικές ουσίες υπήρχαν στα βαρέλια, η παραγωγή DDT παρήγαγε αλκαλικά καθώς και όξινα απόβλητα. Άλλες μεγάλες βιομηχανίες στην περιοχή, όπως η διύλιση πετρελαίου, παρήγαγαν επίσης σημαντικά αλκαλικά απόβλητα.
«Μία από τις κύριες ροές αποβλήτων από την παραγωγή DDT ήταν το οξύ και δεν το έβαζαν σε βαρέλια», δήλωσε η Johanna Gutleben, μεταδιδακτορική υπότροφος του Scripps και πρώτη συγγραφέας της μελέτης. «Σε κάνει να αναρωτιέσαι: Τι ήταν χειρότερο από τα όξινα απόβλητα DDT για να αξίζει να τοποθετούνται σε βαρέλια;»
Η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι τα καυστικά απόβλητα από αυτά τα βαρέλια μετέτρεψαν τμήματα του βυθού σε ακραία περιβάλλοντα που αντικατοπτρίζουν τις φυσικές υδροθερμικές οπές - με εξειδικευμένα βακτήρια που ευδοκιμούν εκεί όπου η περισσότερη ζωή δεν μπορεί να επιβιώσει. Οι συγγραφείς της μελέτης δήλωσαν ότι η σοβαρότητα και η έκταση των επιπτώσεων αυτών των αλκαλικών αποβλήτων στο θαλάσσιο περιβάλλον εξαρτάται από το πόσα από αυτά τα βαρέλια βρίσκονται στον βυθό και τις συγκεκριμένες χημικές ουσίες που περιείχαν.
Παρά τα άγνωστα αυτά στοιχεία, ο Paul Jensen, ομότιμος θαλάσσιος μικροβιολόγος στο Scripps και κύριος συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε ότι θα περίμενε τα αλκαλικά απόβλητα να διαλυθούν γρήγορα στο θαλασσινό νερό. Αντίθετα, έχουν παραμείνει για περισσότερο από μισό αιώνα, γεγονός που υποδηλώνει ότι αυτά τα αλκαλικά απόβλητα «μπορούν πλέον να ενταχθούν στις τάξεις του DDT ως επίμονος ρύπος με μακροπρόθεσμες περιβαλλοντικές επιπτώσεις».
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 9 Σεπτεμβρίου στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών Nexus και υποστηρίχθηκε από τη NOAA και το πρόγραμμα Sea Grant του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνια, συνεχίζει τον ηγετικό ρόλο του Scripps στην αποκάλυψη της τοξικής κληρονομιάς της κάποτε νόμιμης απόρριψης αποβλήτων στον ωκεανό στα ανοικτά των ακτών της Νότιας Καλιφόρνια. Τα ευρήματα παρέχουν επίσης έναν τρόπο οπτικής αναγνώρισης βαρελιών που προηγουμένως περιείχαν αυτά τα καυστικά αλκαλικά απόβλητα.
«Το DDT δεν ήταν το μόνο πράγμα που απορρίφθηκε σε αυτό το μέρος του ωκεανού και έχουμε μόνο μια πολύ αποσπασματική ιδέα για το τι άλλο απορρίφθηκε εκεί», δήλωσε ο Gutleben. «Βρίσκουμε μόνο αυτό που ψάχνουμε και μέχρι τώρα ψάχνουμε κυρίως για DDT. Κανείς δεν σκεφτόταν τα αλκαλικά απόβλητα πριν από αυτό και ίσως χρειαστεί να αρχίσουμε να ψάχνουμε και για άλλα πράγματα».
Από τη δεκαετία του 1930 έως τις αρχές της δεκαετίας του 1970, 14 χώροι απόρριψης βαθέων υδάτων στα ανοικτά των ακτών της Νότιας Καλιφόρνιας έλαβαν «απόβλητα διυλιστηρίων, πλακίδια φίλτρων και απόβλητα γεώτρησης πετρελαίου, χημικά απόβλητα, απορρίμματα και σκουπίδια, στρατιωτικά εκρηκτικά και ραδιενεργά απόβλητα», σύμφωνα με την EPA. Δύο έρευνες για τον πυθμένα του ωκεανού, υπό την ηγεσία της Scripps, το 2021 και το 2023, εντόπισαν χιλιάδες αντικείμενα, συμπεριλαμβανομένων εκατοντάδων απορριφθέντων στρατιωτικών πυρομαχικών. Ο αριθμός των βαρελιών στον πυθμένα παραμένει άγνωστος. Τα ιζήματα στην περιοχή είναι σε μεγάλο βαθμό μολυσμένα με το φυτοφάρμακο DDT, μια χημική ουσία που απαγορεύτηκε το 1972 και είναι πλέον γνωστό ότι βλάπτει τους ανθρώπους και την άγρια ζωή. Λιγότερα αρχεία από αυτήν τη χρονική περίοδο υποδηλώνουν ότι τα απόβλητα DDT αντλούνταν σε μεγάλο βαθμό απευθείας στον ωκεανό.
Η Gutleben είπε ότι αυτή και οι συν-συγγραφείς της δεν είχαν αρχικά ως στόχο να λύσουν το μυστήριο της άλω. Το 2021, στο ερευνητικό σκάφος Falkor του Ινστιτούτου Ωκεανών Schmidt , αυτή και άλλοι ερευνητές συνέλεξαν δείγματα ιζημάτων για να κατανοήσουν καλύτερα τη μόλυνση κοντά στην Καταλίνα. Χρησιμοποιώντας το τηλεχειριζόμενο όχημα (ROV) SuBastian, η ομάδα συνέλεξε δείγματα ιζημάτων σε ακριβείς αποστάσεις από πέντε βαρέλια, τρία εκ των οποίων είχαν λευκά φωτοστέφανα.
Τα βαρέλια με τα λευκά φωτοστέφανα παρουσίασαν μια απροσδόκητη πρόκληση: Μέσα στα λευκά φωτοστέφανα, ο πυθμένας της θάλασσας ξαφνικά έγινε σαν τσιμέντο, εμποδίζοντας τους ερευνητές να συλλέξουν δείγματα με τις συσκευές πυρηνοληψίας τους. Χρησιμοποιώντας τον ρομποτικό βραχίονα του ROV, οι ερευνητές συνέλεξαν ένα κομμάτι του σκληρυμένου ιζήματος από ένα από τα βαρέλια φωτοστέφανα.
Η ομάδα ανέλυσε τα δείγματα ιζημάτων και το σκληρυμένο κομμάτι της κρούστας του βαρελιού φωτοστέφανου για συγκεντρώσεις DDT, περιεκτικότητα σε ορυκτά και μικροβιακό DNA. Τα δείγματα ιζημάτων έδειξαν ότι η μόλυνση από DDT δεν αυξήθηκε πιο κοντά στα βαρέλια, εμβαθύνοντας το μυστήριο του τι περιείχαν.
Κατά τη διάρκεια της ανάλυσης, η Gutleben δυσκολεύτηκε να εξαγάγει μικροβιακό DNA από τα δείγματα που ελήφθησαν μέσω των φωτοστέφανων. Μετά από κάποιες ανεπιτυχείς προσπάθειες αντιμετώπισης προβλημάτων στο εργαστήριο, η Gutleben εξέτασε το pH ενός από αυτά τα δείγματα. Σοκαρίστηκε όταν διαπίστωσε ότι το pH του δείγματος ήταν εξαιρετικά υψηλό- περίπου 12. Όλα τα δείγματα από κοντά στα βαρέλια με φωτοστέφανους αποδείχθηκαν παρόμοια αλκαλικά. (Ένα αλκαλικό μείγμα είναι επίσης γνωστό ως βάση, που σημαίνει ότι έχει pH υψηλότερο από 7 - σε αντίθεση με ένα οξύ που έχει pH μικρότερο από 7).
Αυτό εξηγούσε την περιορισμένη ποσότητα μικροβιακού DNA που αυτή και οι συνάδελφοί της μπόρεσαν να εξαγάγουν από τα δείγματα φωτοστέφανου. Τα δείγματα αποδείχθηκαν ότι είχαν χαμηλή βακτηριακή ποικιλομορφία σε σύγκριση με άλλα περιβάλλοντα ιζήματα και τα βακτήρια προέρχονταν από οικογένειες προσαρμοσμένες σε αλκαλικά περιβάλλοντα, όπως υδροθερμικές πηγές βαθέων υδάτων και αλκαλικές θερμές πηγές.
Η ανάλυση της σκληρής κρούστας έδειξε ότι ήταν ως επί το πλείστον φτιαγμένη από ένα ορυκτό που ονομάζεται βρουκίτης. Όταν τα αλκαλικά απόβλητα διέρρευσαν από τα βαρέλια, αντέδρασαν με το μαγνήσιο στο θαλασσινό νερό για να δημιουργήσουν βρουκίτη, ο οποίος τσιμέντωσε το ίζημα σε μια κρούστα που έμοιαζε με σκυρόδεμα. Ο βρουκίτης διαλύεται επίσης αργά, γεγονός που διατηρεί το υψηλό pH στο ίζημα γύρω από τα βαρέλια και δημιουργεί ένα μέρος όπου μόνο λίγα ακραιόφιλα μικρόβια μπορούν να επιβιώσουν. Όπου αυτό το υψηλό pH συναντά το περιβάλλον θαλασσινό νερό, σχηματίζει ανθρακικό ασβέστιο που εναποτίθεται ως λευκή σκόνη, δημιουργώντας τα φωτοστέφανα.
«Αυτό ενισχύει την κατανόησή μας για τις συνέπειες της απόρριψης αυτών των βαρελιών», δήλωσε ο Jensen. «Είναι σοκαριστικό το γεγονός ότι 50 και πλέον χρόνια αργότερα εξακολουθείτε να βλέπετε αυτές τις επιπτώσεις. Δεν μπορούμε να ποσοτικοποιήσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις χωρίς να γνωρίζουμε πόσα από αυτά τα βαρέλια με λευκά φωτοστέφανα υπάρχουν εκεί έξω, αλλά σαφώς έχουν τοπικό αντίκτυπο στα μικρόβια».
Προηγούμενη έρευνα με επικεφαλής τη Λίζα Λέβιν, συν-συγγραφέα της μελέτης και ομότιμη βιολογική ωκεανογράφο στο Scripps, έδειξε ότι η βιοποικιλότητα μικρών ζώων γύρω από τα βαρέλια με φωτοστέφανα είχε επίσης μειωθεί. Ο Τζένσεν δήλωσε ότι περίπου το ένα τρίτο των βαρελιών που έχουν παρατηρηθεί οπτικά είχαν φωτοστέφανα, αλλά δεν είναι σαφές εάν αυτή η αναλογία ισχύει για ολόκληρη την περιοχή και παραμένει άγνωστο πόσα βαρέλια βρίσκονται στον πυθμένα.
Οι ερευνητές προτείνουν ότι η χρήση λευκών φωτοστέφανων ως δεικτών αλκαλικών αποβλήτων θα μπορούσε να βοηθήσει στην ταχεία αξιολόγηση της έκτασης της μόλυνσης από αλκαλικά απόβλητα κοντά στην Καταλίνα. Στη συνέχεια, οι Gutleben και Jensen δήλωσαν ότι πειραματίζονται με ιζήματα μολυσμένα με DDT που συλλέγονται από τον χώρο απόρριψης για να αναζητήσουν μικρόβια ικανά να διασπάσουν το DDT.
Η αργή μικροβιακή διάσπαση που μελετούν τώρα οι ερευνητές μπορεί να είναι η μόνη εφικτή ελπίδα για την εξάλειψη του DDT που απορρίφθηκε πριν από δεκαετίες. Ο Jensen είπε ότι η προσπάθεια φυσικής απομάκρυνσης των μολυσμένων ιζημάτων, εκτός από μια τεράστια υλικοτεχνική πρόκληση, πιθανότατα θα έκανε περισσότερο κακό παρά καλό.
«Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις DDT είναι θαμμένες περίπου 4 ή 5 εκατοστά κάτω από την επιφάνεια - επομένως είναι κάπως περιορισμένες», είπε ο Jensen. «Αν προσπαθήσετε να το αναρροφήσετε, θα δημιουργήσετε ένα τεράστιο νέφος ιζημάτων και θα ανακατέψετε αυτή τη μόλυνση στη στήλη του νερού».
Εκτός από τους Gutleben, Jensen και Levin, η Sheila Podell, ο Douglas Sweeney και ο Carlos Neira της Scripps Oceanography συνυπέγραψαν τη μελέτη, μαζί με την Kira Mizell της Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ.
Γεωδίφης με πληροφορίες από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια - Σαν Ντιέγκο
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250910000244.htm
Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια - Σαν Ντιέγκο
Johanna Gutleben, Sheila Podell, Kira Mizell, Douglas Sweeney, Carlos Neira, Lisa A Levin, Paul R Jensen. Extremophile hotspots linked to containerized industrial waste dumping in a deep-sea basin. PNAS Nexus, 2025; 4 (9) DOI: 10.1093/pnasnexus/pgaf260