En ny studie visar att sedimentplymer från djuphavsgruvdrift kan svälta vitalt marint liv i oceanens skymningszon genom att ersätta näringsrika partiklar med näringsfattigt avfall. Forskare vid University of Hawai'i vid Mānoa fann att denna 'sopor-mat'-effekt hotar zooplankton och micronekton, vilket potentiellt sprider sig genom hela den oceaniska näringskedjan. Resultaten, baserade på ett gruvtest 2022 i Clarion-Clipperton-zonen, belyser risker för ekosystem som stödjer globala fiske och kolcykler.
Publicerad den 6 november i Nature Communications ger studien från University of Hawai'i (UH) vid Mānoa den första direkta bevisningen för djuphavsgruvdriftens inverkan på mellanvatten-skymningszonen, ett skikt mellan 200 och 1 500 meters djup i Stilla havets Clarion-Clipperton-zon (CCZ). Denna region, som sträcker sig över 1,5 miljoner kvadratkilometer licensierad för mineralutforskning, är rik på polymetalliska knölar som innehåller kobolt, nickel och koppar — mineral som är essentiella för elbilar och förnybar teknik.
Under gruvdrift samlas knölarna från havsbotten med omgivande sediment och havsvatten, och separeras sedan på ytfartyg. Det resulterande avfallet, inklusive fint sediment och knölfragment, släpps tillbaka i oceanen, ofta föreslagen för utsläpp i skymningszonen. Genom att analysera prover från ett gruvtest 2022 upptäckte forskarna att dessa plymer skapar grumligt vatten och späder ut naturliga matpartiklar med näringsfattigt gruvsediment.
"När avfallet från gruvverksamhet släpps ut i oceanen skapar det vatten lika grumligt som den slamfyllda Mississippi-floden. De utbredda partiklarna späder ut de näringsrika, naturliga matpartiklar som vanligtvis konsumeras av små, drivande zooplankton", sa huvudförfattaren Michael Dowd, en doktorand i oceanografi vid UH Mānoas School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).
Forskningen visade att gruvpartiklar innehåller betydligt färre aminosyror — en nyckelmätning av näring — än naturliga detritalpartiklar. Följaktligen kan 53% av zooplankton och 60% av micronekton, små simmande djur som räkor och fisk som lever på zooplankton, påverkas. Dessa organismer bildar basen i näringsnätet och stödjer större rovdjur inklusive tonfisk, havsfåglar och marina däggdjur. Många arter i skymningszonen, såsom krill, bläckfisk och geléartade varelser, utför dagliga vertikala migrationer som bidrar till kolsänke.
"Detta handlar inte bara om att gräva på havsbotten; det handlar om att minska maten för hela samhällen i djuphavet", sa medförfattaren Erica Goetze, professor i oceanografi vid SOEST. "Vi fann att många djur på utsläppsdjupet är beroende av naturligt förekommande små detritalpartiklar — just den mat som gruvplym-partiklarna ersätter."
Medförfattaren Jeffrey Drazen, en SOEST-ekolog för djuphav, tillade: "Vår forskning tyder på att gruvplymer inte bara skapar grumligt vatten — de förändrar kvaliteten på det som är tillgängligt att äta, särskilt för djur som inte lätt kan simma iväg. Det är som att dumpa tomma kalorier i ett system som har fungerat på en fint avställd diet i hundratals år."
Studien understryker regulatoriska luckor, eftersom inga internationella regler styr avfallsutsläpplets djup. Författarna uppmanar International Seabed Authority och National Oceanic and Atmospheric Administration att beakta dessa effekter innan kommersiell gruvdrift börjar, vilket potentiellt påverkar globala fiske som tonfisk som migrerar genom CCZ.
"Djuphavsgruvdrift har ännu inte börjat i kommersiell skala, så detta är vår chans att fatta välgrundade beslut", sa medförfattaren Brian Popp, professor i jordvetenskap vid SOEST. "Om vi inte förstår vad som står på spel i mellanvattnet riskerar vi att skada ekosystem som vi bara börjat studera."