Emballé dans des couches de couvertures pour plus de chaleur, Laura Zinke s'est installée pour une balade de deux heures au fond de l'océan. La température a considérablement baissé une fois qu'elle et ses collègues ont dépassé la profondeur encore touchée par la lumière du soleil, et il continuerait à baisser alors qu'un ingénieur manœuvrait le navire de recherche submersible Alvin de plus en plus profondément vers le fond marin. Par un petit hublot, Zinke a vu passer des créatures fluorescentes.

"Regarder par la fenêtre, c'était comme regarder le ciel nocturne, mais les étoiles bougent, " dit Zinké, qui prépare son doctorat. en biologie marine et océanographie biologique à l'USC Dornsife.

Sa descente dans la biosphère profonde - un habitat comprenant le fond océanique composé de sédiments grouillant de microbes et le sous-sol rocheux sous-jacent - faisait partie d'une croisière de recherche scientifique vers l'affleurement de Dorado. La crête rocheuse se trouve à 125 miles au large de la côte ouest du Costa Rica, environ deux milles sous la surface de l'océan. Sa mission était de collecter des échantillons d'eau et de sédiments à rapporter pour les tests et de recueillir des données sur les microbes vivant autour du site.

En tant qu'assistant de recherche affilié au Center for Dark Energy Biosphere Investigations (C-DEBI), dont le siège est à l'USC Dornsife, Les recherches de Zinke aideront les scientifiques à mieux comprendre la biosphère profonde.

"Quand on pense à l'océan, la plupart des gens pensent à la surface de l'océan et aux environnements côtiers proches des côtes, " a déclaré Jan Amend, directeur du C-DEBI et professeur de sciences de la terre et de sciences biologiques. "Mais la majeure partie de l'océan n'est pas près des côtes, et la plus grande partie n'est pas à la surface."

L'océan couvre environ 70 pour cent de la Terre, atteignant en moyenne deux milles. Au fond, le fond marin mesure encore six milles ou plus de profondeur à ses points les plus épais, ce qui en fait l'un des plus grands habitats de la Terre et l'un des plus difficiles à explorer.

"C'est une grande opération semblable à une mission de la NASA, vraiment, " Amend a dit.

Et comme la NASA, C-DEBI a, depuis sa création en 2010, cherché à étendre la portée de l'humanité dans cette frontière inexplorée. Les chercheurs du centre se sont donné pour mission de comprendre cet écosystème, des sédiments boueux aux micro-organismes qui habitent le sous-sol.

« Nous voulons savoir quel type d'organismes habitent ces espaces. En quoi sont-ils similaires ou différents des organismes que nous connaissons de l'océan ouvert ou du monde de la surface ? Combien y en a-t-il ? Comment sont-ils répartis ? Quelle est la diversité de ces communautés. ?" Modifier dit.

Parce que l'écosystème sous-marin est si vaste, il affecte presque certainement le climat mondial, selon Julie Huber, Directeur associé du C-DEBI et scientifique associé au Laboratoire de biologie marine du Massachusetts.

"Nous essayons de comprendre le rôle que jouent ces microbes dans certains des processus géochimiques les plus fondamentaux et comment ils affectent l'environnement de notre planète, " elle a dit.

C-DEBI est un centre scientifique et technologique financé par la National Science Foundation et dirigé par 10 scientifiques, y compris Amend et Huber, représentant huit institutions à travers les États-Unis. C'est aussi le hub phare des scientifiques qui étudient la biosphère profonde. Le centre offre des subventions et des bourses, ainsi qu'un solide programme d'éducation « de la maternelle au gris » qui favorise l'éducation STEM pour les professionnels et les novices.

Depuis son lancement, les recherches menées par les scientifiques du C-DEBI ont abouti à des découvertes révolutionnaires qui jettent les bases de la compréhension de la vie sous l'océan.

Une étude récente publiée par Doug LaRowe, professeur assistant (recherche) en sciences de la terre à l'USC Dornsife, caractérise pour la première fois les sédiments marins à l'échelle mondiale. Son travail a produit une estimation de la quantité totale de sédiments marins dans les océans, l'épaisseur moyenne de la couche de sédiments, une estimation de la quantité d'eau piégée dans ces sédiments, et la température des sédiments et de l'eau au fond de l'océan.

Ces chiffres sont incroyablement utiles pour les chercheurs car ils fournissent des informations scientifiques fondamentales qui aident à établir une compréhension de base de la biosphère profonde, expliqué amender, qui a collaboré avec LaRowe. Par exemple, ils ont découvert que la quantité d'eau estimée piégée dans les sédiments marins est presque trois fois supérieure à celle de tous les glaciers et calottes glaciaires des continents.

"Les sédiments marins s'avèrent être le deuxième plus grand réservoir d'eau après l'océan, " Amend a déclaré. "Ils sont loin derrière - environ cinq pour cent de la quantité d'eau océanique - mais maintenant nous pouvons commencer à poser des questions sur l'échange d'eau de l'océan vers les sédiments ainsi que l'échange de masse, nutriments, énergie, organismes. C'est énorme pour nous les scientifiques."

Dans une autre étude importante, Le chercheur du C-DEBI Steve D'Hondt de l'Université de Rhode Island a discrédité une compréhension de longue date des sédiments marins. Les scientifiques pensaient que les sédiments océaniques ne contiennent pas d'oxygène mesurable en dessous de quelques centimètres. En regardant des échantillons provenant d'un large éventail d'emplacements, D'Hondt a découvert que l'oxygène était, En réalité, encore mesurable jusqu'au sous-sol rocheux à certains endroits, mais pas tous.

C'est important parce que cela signifie que les organismes vivant dans ces sédiments peuvent être des utilisateurs d'oxygène. "Le type de métabolisme qu'ils effectuent est différent de ce que nous avions l'habitude de penser, " Amend a dit. " C'était vraiment, très grosse trouvaille."

Regarder vers l'avant, Amend a déclaré que les chercheurs du C-DEBI concentreront leurs travaux sur la compréhension de la vie microbienne de la biosphère profonde.

Ces étapes sont essentielles pour la découverte scientifique, mais aussi pour une autre raison, dit Huber.

"C'est le type de science qui capte l'imagination des gens et qui est si important dans la formation de la prochaine génération de scientifiques." Ceux comme Zinke.

"Avant C-DEBI, il n'y avait pas d'organisme central disant que la biosphère profonde est importante, et nous devons aller de l'avant et l'étudier, " a déclaré Zinke. "Mais nous examinons les questions scientifiques vraiment fondamentales qui ont une grande importance en termes d'évolution de la vie, et comment la chimie des océans affecte notre monde.

« Ça a été vraiment fantastique de faire partie de cette structure de recherche. »