Envolvidos em camadas de cobertores para se aquecer, Laura Zinke preparou-se para uma cavalgada de duas horas até o fundo do oceano. A temperatura caiu significativamente quando ela e seus colegas ultrapassaram a profundidade ainda tocada pela luz do sol, e continuaria a cair enquanto um engenheiro manobrava o navio de pesquisa submersível Alvin cada vez mais fundo em direção ao fundo do mar. Através de uma pequena vigia, Zinke viu criaturas fluorescentes passarem voando.

"Olhar pela janela era como olhar para o céu noturno, mas as estrelas estão se movendo, "disse Zinke, que está trabalhando em seu doutorado. em biologia marinha e oceanografia biológica na USC Dornsife.

Sua descida à biosfera profunda - um habitat que compreende o fundo do oceano composto de sedimentos repletos de micróbios e o fundo rochoso submarino - foi parte de um cruzeiro de pesquisa científica ao Afloramento Dourado. O cume rochoso fica a 200 quilômetros da costa oeste da Costa Rica, aproximadamente duas milhas abaixo da superfície do oceano. Sua missão era coletar amostras de água e sedimentos para levar de volta para testes e reunir dados sobre os micróbios que vivem ao redor do local.

Como assistente de pesquisa afiliado ao Centro de Investigações da Biosfera de Energia Escura (C-DEBI), com sede na USC Dornsife, A pesquisa de Zinke ajudará a construir a compreensão dos cientistas sobre a biosfera profunda.

"Quando pensamos sobre o oceano, a maioria das pessoas pensa sobre a superfície do oceano e os ambientes costeiros próximos à costa, "disse Jan Amend, diretor do C-DEBI e professor de ciências da terra e ciências biológicas. "Mas a maior parte do oceano não fica perto das costas, e a maior parte não está na superfície. "

O oceano cobre cerca de 70 por cento da Terra, alcançando uma média de duas milhas. No fundo, o fundo do mar mede mais seis milhas ou mais de profundidade em seus pontos mais grossos, tornando-o um dos maiores habitats da Terra - e um dos mais difíceis de explorar.

"É uma grande operação semelhante a uma missão da NASA, realmente, "Emendar disse.

E como a NASA, C-DEBI tem, desde sua fundação em 2010, procurou expandir o alcance da humanidade para esta fronteira inexplorada. Os pesquisadores do centro têm como missão compreender este ecossistema, desde o sedimento lamacento aos microorganismos que chamam o subseafloor de sua casa.

“Queremos descobrir que tipo de organismos habitam esses espaços. Como eles são semelhantes ou diferentes dos organismos que conhecemos do oceano aberto ou do mundo da superfície? Quantos existem? Como eles estão distribuídos? Quão diversas são essas comunidades ? " Emendar disse.

Porque o ecossistema submarino é tão grande, quase certamente afeta o clima do mundo, de acordo com Julie Huber, Diretor associado do C-DEBI e cientista associado do Laboratório de Biologia Marinha de Massachusetts.

"Estamos tentando entender o papel que esses micróbios desempenham em alguns dos processos geoquímicos mais básicos e como eles afetam o meio ambiente do nosso planeta, " ela disse.

C-DEBI é um Centro de Ciência e Tecnologia financiado pela National Science Foundation, liderado por 10 cientistas, incluindo Amend e Huber, representando oito instituições nos Estados Unidos. É também o centro principal para cientistas que estudam a biosfera profunda. O centro oferece bolsas e bolsas, bem como um programa de educação "K to grey" robusto que promove a educação STEM para profissionais e novatos.

Desde o seu lançamento, pesquisas produzidas por cientistas do C-DEBI resultaram em descobertas inovadoras que estabelecem a base para a compreensão da vida abaixo do oceano.

Um estudo recente publicado por Doug LaRowe, professor assistente (pesquisa) de ciências da terra na USC Dornsife, caracterizou sedimentos marinhos em escala global pela primeira vez. Seu trabalho produziu uma estimativa da quantidade total de sedimentos marinhos nos oceanos, a espessura média da manta de sedimentos, uma estimativa de quanta água está presa nesses sedimentos, e a temperatura dos sedimentos e da água no fundo do oceano.

Esses números são incrivelmente úteis para os pesquisadores porque fornecem informações científicas fundamentais que ajudam a estabelecer entendimentos básicos da biosfera profunda, explicou a emenda, que colaborou com LaRowe. Por exemplo, eles descobriram que a quantidade de água estimada como retida nos sedimentos marinhos é quase três vezes maior do que em todas as geleiras e mantos de gelo dos continentes.

"Os sedimentos marinhos são o segundo maior reservatório de água depois do oceano, "Amend disse." Eles estão em um distante segundo lugar - cerca de cinco por cento da quantidade de água do oceano - mas agora podemos começar a fazer perguntas sobre a troca de água do oceano para os sedimentos, bem como a troca de massa, nutrientes, energia, organismos. É enorme para nós, cientistas. "

Em outro estudo importante, O pesquisador do C-DEBI Steve D'Hondt, da Universidade de Rhode Island, desacreditou uma compreensão de longa data dos sedimentos marinhos. Os cientistas acreditavam que os sedimentos do oceano não contêm oxigênio mensurável abaixo de alguns centímetros. Analisando amostras de uma ampla variedade de locais, D'Hondt descobriu que o oxigênio era, na verdade, ainda mensurável até o porão rochoso em alguns locais, embora não todos.

Isso é importante porque significa que os organismos que vivem nesses sedimentos podem ser usuários de oxigênio. "O tipo de metabolismo que executam é diferente do que costumávamos pensar, "Amend disse." Isso foi realmente, realmente grande achado. "

Olhando para a frente, Amend disse que os pesquisadores do C-DEBI concentrarão seu trabalho na compreensão da vida microbiana da biosfera profunda.

Essas etapas são críticas para a descoberta científica, mas também por outro motivo, disse Huber.

"É o tipo de ciência que captura a imaginação das pessoas e é tão importante no treinamento da próxima geração de cientistas." Aqueles como Zinke.

“Antes do C-DEBI, não havia um órgão central dizendo que a biosfera profunda é importante, e precisamos prosseguir e estudá-lo, "Zinke disse." Mas estamos olhando para as questões científicas realmente básicas que significam muito em termos de como a vida evolui, e como a química do oceano afeta nosso mundo.

"Tem sido realmente fantástico fazer parte dessa estrutura de pesquisa."