מחקר חדש של חוקרים מאוניברסיטת דרום דנמרק מגלה כיצד יצורים זעירים מצליחים למצוא מזון גם בעומק של כמה קילומטרים מתחת לפני האוקיינוס. החוקרים מצאו כי חלקיקים ששוקעים מהשכבות העליונות של הים משחררים בדרכם חומרים מזינים – ואלה הופכים למקור מזון זמין עבור חיידקים החיים במעמקים. הממצא עשוי לשנות הנחה שהייתה מקובלת במשך שנים, שלפיה ככל שיורדים לעומק האוקיינוס, כמות המזון הזמינה הולכת ופוחתת באופן משמעותי.
בכל רגע שוקעים באוקיינוסים חלקיקים זעירים שמכילים בין היתר שאריות של אצות ויצורים מיקרוסקופיים. החלקיקים האלה מתחברים זה לזה ויורדים לאט לעבר קרקעית האוקיינוס. המדענים מכנים את התופעה "שלג ימי", משום שמתחת למים החלקיקים השוקעים מזכירים פתיתי שלג. אפשר לחשוב עליהם כעל מעין חבילות קטנות של חומר אורגני שנופלות מהחלק העליון של האוקיינוס לעבר המעמקים. אלא שהמחקר החדש מגלה שה"חבילות" האלה דולפות בדרך.
ככל שיורדים עמוק יותר באוקיינוס, הלחץ של המים גדל. בעומק של כ-2 עד 6 קילומטרים הלחץ כבר עצום, והחוקרים גילו שהוא משפיע על אותם חלקיקים ששוקעים במים. הלחץ למעשה גורם להם לשחרר חלק מהחומרים שנמצאים בתוכם אל המים שסביבם. פיטר סטיף, ממובילי המחקר, תיאר זאת בצורה פשוטה: "הלחץ פועל כמעט כמו מסחטה ענקית. הוא סוחט תרכובות אורגניות מומסות מתוך החלקיקים, והמיקרובים יכולים להשתמש בהן מיד". לפי המחקר, במהלך השקיעה יכולים החלקיקים לאבד עד מחצית מכמות הפחמן שלהם ובין 58% ל-63% מהחנקן.
החומרים שמשתחררים מהחלקיקים כוללים בין היתר חלבונים ופחמימות. עבור החיידקים הזעירים שחיים בעומק האוקיינוס מדובר במקור מזון שהם יכולים לנצל במהירות. בניסוי שערכו החוקרים התוצאה הייתה בולטת במיוחד: בתוך יומיים בלבד גדלה כמות החיידקים פי 30. גם הפעילות שלהם עלתה בצורה חדה.
כלומר, במקום לדמיין את מעמקי האוקיינוס כסביבה שבה כמעט אין מזון, המחקר מצביע על מנגנון פשוט יחסית: חומר אורגני מגיע מלמעלה, הלחץ במעמקים "סוחט" ממנו חומרי הזנה – והחיידקים שסביבו מנצלים אותם.
כדי לבדוק את התהליך, החוקרים יצרו במעבדה חלקיקים הדומים ל"שלג הימי", באמצעות אצות מיקרוסקופיות. הם הכניסו אותם למכלים מיוחדים שבהם ניתן ליצור לחץ הדומה לזה שקיים בעומק של כמה קילומטרים באוקיינוס. כך הם הצליחו למדוד כמה חומר משתחרר מהחלקיקים ככל שהלחץ עולה. החוקרים חזרו על הבדיקות עם כמה סוגים של אצות וקיבלו תוצאות דומות. לכן הם מעריכים שהתופעה עשויה להיות נפוצה ולא מוגבלת לסוג מסוים של "שלג ימי".
המחקר אינו עוסק רק בשאלה מה אוכלים חיידקים בעומק הים. הוא עשוי להיות חשוב גם להבנת האקלים של כדור הארץ. האוקיינוסים מסוגלים לקלוט ולאגור כמויות עצומות של פחמן. חלק מהפחמן הזה נמצא בתוך אותם חלקיקים ששוקעים לעומק. עד היום ההנחה הייתה שחלק משמעותי מהפחמן יכול להגיע עם החלקיקים עד לקרקעית האוקיינוס ולהיקבר שם. כאשר פחמן נקבר במשקעים בקרקעית, הוא יכול להישאר שם במשך תקופות ארוכות מאוד.
אלא שאם חלק גדול ממנו משתחרר בדרך, כפי שמראה המחקר, פחות פחמן עשוי להגיע לקרקעית ולהיקבר שם. במקום זאת, הוא נשאר במים העמוקים, שם הוא יכול להישאר במשך מאות ואף אלפי שנים לפני שהוא חוזר בהדרגה לשכבות העליונות של האוקיינוס – ובהמשך גם לאטמוספרה. סטיף הסביר: "התהליך הזה משפיע על כמות הפחמן שהאוקיינוס יכול לאגור ולמשך כמה זמן. הוא רלוונטי להבנת תהליכי האקלים ולשיפור המודלים העתידיים".
עם זאת, יש למחקר מגבלה חשובה: הניסויים נעשו בתנאים שנוצרו במעבדה. לכן השלב הבא של החוקרים יהיה לצאת לשטח ולבדוק אם אותו תהליך מתרחש גם באוקיינוס עצמו. הם מתכננים לצאת למשלחת מחקר באזור הארקטי על סיפונה של ספינת המחקר הגרמנית Polarstern. במהלך המסע הם יחפשו במים סימנים שיוכלו להעיד שהחומרים אכן משתחררים מהחלקיקים בעומק כפי שנצפה במעבדה.
אם התהליך יאומת גם בטבע, המשמעות עשויה להיות רחבה: ייתכן שמדענים יצטרכו לעדכן את הדרך שבה הם מבינים גם את שרשרת המזון במעמקי האוקיינוסים וגם את כמות הפחמן שמגיעה לקרקעית ונשארת שם לטווח ארוך. במילים פשוטות, התגלית מצביעה על תהליך שלא קיבל עד כה מספיק תשומת לב: חלקיקים זעירים נופלים אל מעמקי הים, הלחץ העצום "סוחט" מהם מזון, והחיידקים שחיים בחשכה נהנים מהארוחה בדרך.
