Исследователи обнаружили изменения в обмене азота и серы, а также снижение разнообразия микроорганизмов на поверхности железомарганцевых пород. Результаты показывают, что даже кратковременное вмешательство может изменить биологические и химические процессы в глубоководной экосистеме.
Исследование провела группа ученых из Китайской академии наук. Они изучили образцы морской воды и кобальтсодержащих железомарганцевых корок, собранные в Южно-Китайском море до испытаний добывающего оборудования и во время его работы. Образцы воды получили на разных расстояниях от дна — от его поверхности до 50 метров над ней.
При добыче горную породу разрушали и поднимали на поверхность. Работа оборудования взмучивала донные отложения и взвешенные частицы, меняя условия обитания микроорганизмов. В результате изменилось распределение неорганических питательных веществ в придонной воде, особенно соединений азота и кремния.
Чтобы оценить реакцию микробных сообществ, ученые проанализировали их генетический материал. Они обнаружили снижение представленности генов, связанных с фиксацией азота и восстановлением нитритов, и увеличение представленности генов, участвующих в денитрификации — процессе превращения соединений азота в газообразные формы. Также выросла представленность генов, связанных с восстановлением сульфатов в бескислородных условиях.
На поверхности исследованных пород разнообразие микроорганизмов во время добычи тоже снизилось. При этом реакция сообществ в воде и на камнях различалась: воздействие зависело от условий обитания.
Микроорганизмы играют важную роль в круговороте углерода, азота и серы в океане. Они преобразуют химические соединения, обеспечивают доступность питательных веществ и поддерживают процессы, от которых зависит функционирование морских экосистем.
Взмучивание осадков меняет химические условия в придонной воде и может создавать участки с пониженным содержанием кислорода. Это способно давать преимущество микроорганизмам, использующим бескислородные пути обмена веществ. Изменения в круговороте азота, в свою очередь, могут влиять на доступность этого элемента для других организмов.
Однако исследование не доказывает, что испытания привели к полному разрушению экосистемы или необратимой потере ее функций. Ученые зафиксировали изменения микробных сообществ и связанных с ними генетических показателей, но их долгосрочные последствия еще предстоит установить.
Исследование основано на сравнении проб, собранных до начала добычи и во время испытаний. Точный временной интервал между этими измерениями в статье не указан, поэтому определить скорость возникновения изменений по этим данным нельзя. Кроме того, работа описывает один район Южно-Китайского моря и не позволяет автоматически переносить результаты на все глубоководные месторождения.
Авторы подчеркивают необходимость дальнейших исследований, которые помогут оценить продолжительность нарушений и способность микробных сообществ восстанавливаться после добычи. Эти данные важны для разработки методов экологического мониторинга и оценки рисков глубоководной разработки полезных ископаемых.
