В 2020 году мир облетели тревожные снимки проржавевших металлических бочек, обнаруженных на большой глубине у побережья Лос-Анджелеса. Вокруг некоторых из них на морском дне виднелись загадочные светлые ореолы. Изначально считалось, что в бочках содержатся отходы производства токсичного пестицида ДДТ, однако природа ореолов и точное содержимое емкостей оставались невыясненными.
Новое исследование Института океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего пролило свет на эту тайну. Ученые выяснили, что ореолы образовались вокруг бочек, которые содержали едкие щелочные отходы. Утечка этого вещества превратила участки морского дна в экстремальную среду, сравнимую с природными гидротермальными источниками – здесь могут выживать только особые виды бактерий.
Хотя исследование не определило точный химический состав отходов, известно, что при производстве ДДТ образовывались как кислотные, так и щелочные побочные продукты. По словам ведущего автора исследования Йоханны Гутлебен, кислотные отходы в бочки не помещали, что «заставляет задуматься: что же было хуже кислотных отходов ДДТ, раз заслужило захоронения в бочках?».
Щелочные отходы, вопреки ожиданиям, не растворились в морской воде, а сохранились на протяжении более полувека. Это позволяет поставить их в один ряд с ДДТ как стойкий загрязнитель с долгосрочным воздействием на окружающую среду. Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences Nexus, помогают визуально идентифицировать бочки с этим типом загрязнения.
История токсичного наследия Южной Калифорнии гораздо шире. С 1930-х до начала 1970-х годов в океан у побережья было сброшено огромное количество промышленных отходов, включая отходы нефтепереработки, химикаты, военную взрывчатку и даже радиоактивные материалы. Осадочные породы в этом районе сильно загрязнены ДДТ – пестицидом, запрещенным в 1972 году из-за его вреда для человека и дикой природы.
Изначально команда ученых не ставила себе цель разгадать тайну ореолов. Собирая образцы отложений для изучения загрязнения ДДТ, они столкнулись с неожиданной трудностью: вблизи бочек с ореолами морское дно затвердело до состояния бетона. Анализ показал, что концентрация ДДТ не увеличивалась по мере приближения к бочкам, что делало их содержимое еще более загадочным.
Прорыв произошел, когда исследователи измерили pH образцов. Он оказался чрезвычайно высоким – около 12, что соответствует сильной щелочи. Это объяснило, почему в пробах было так мало микробной ДНК и почему выживали только бактерии-экстремофилы. Утечка щелочи вступала в реакцию с магнием в морской воде, образуя минерал брусит, который и «цементировал» донные отложения. Постепенное растворение брусита поддерживает высокую щелочность и формирует белый налет карбоната кальция, создавая видимые ореолы.
Эта находка дополняет наше понимание последствий сброса отходов. По словам Пола Дженсена, почетного профессора морской микробиологии, «шокирует то, что спустя более 50 лет мы все еще наблюдаем эти эффекты». Предыдущие исследования также показали, что биоразнообразие мелких животных вокруг бочек с ореолами снижено. Хотя неизвестно, сколько всего таких бочек находится на дне, их воздействие на локальную экосистему очевидно.
Теперь ученые могут использовать белые ореолы как индикаторы для быстрой оценки масштабов щелочного загрязнения. В то же время продолжается поиск микроорганизмов, способных расщеплять ДДТ. Физическое удаление загрязненного грунта считается слишком рискованным, так как это может поднять токсичные вещества в толщу воды и нанести еще больший вред экосистеме. Таким образом, медленный микробный распад может быть единственной надеждой на очищение океана от наследия прошлого.