Waarom we zo weinig weten over de diepzee – en welke belangrijke dingen er te vinden zijn

Aanvankelijk ziet Florence Schubotz alleen de zeebodem. Het is pikdonker. Geen licht reikt zo ver, twee tot drie kilometer onder water. De onderwaterrobot komt dichterbij en de mariene onderzoeker volgt de voortgang met behulp van camera's aan boord van een onderzoeksschip boven de grond, midden in de zuidelijke Golf van Mexico. Plotseling verschijnen er bergen olie en asfalt van één tot twee meter hoog. De structuren lijken op lava en strekken zich honderden meters uit. Buiswormen steken uit spleten en op sommige plaatsen sijpelen methaan en zware olie uit de zeebodem.

Asfaltvulkanen in het zuiden van de Golf van Mexico: hun basisstructuur bestaat uit zout.

Bron: MARUM – Centrum voor Mariene Milieuwetenschappen, Universiteit van Bremen

Ondanks de diepte van de oceaan, de duisternis, de watertemperaturen van wel vier graden Celsius, en op sommige plaatsen zelfs temperaturen van wel 50 graden Celsius, vindt de geochemicus hier leven. Geen planten in de klassieke zin van het woord, echter. Maar bacteriën verzamelen zich in grote, witte matten. Zelfs hogere levensvormen, zoals krabben en zeekomkommers, worden er aangetroffen. Schubotz weet het: niemand heeft dit ooit eerder gezien.

Je zou denken dat elke uithoek van de oceaan inmiddels in kaart is gebracht. Maar de diepzee blijft grotendeels onontgonnen. Een Amerikaans onderzoeksteam schat dat minder dan 0,0001 procent van de diepzeebodem ter wereld visueel in kaart is gebracht. Dit is een gebied ter grootte van een tiende van België, schrijven de auteurs in een studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances in mei 2025. Toch is 66 procent van het totale aardoppervlak diepzee – uitgaande van een definitie die alles onder de 200 meter betekent.

Onderzoekers sturen de duikrobot "QUEST4000" naar de diepzee om monsters te verzamelen van zwarte rokers.

Bron: MARUM – Centrum voor Mariene Milieuwetenschappen, Universiteit van Bremen

Bovendien wordt het onderzoek altijd op dezelfde locaties uitgevoerd. Van de 44.000 diepzeeduiken vond 97 procent plaats in de buurt van de VS, Japan, Nieuw-Zeeland, Frankrijk en Duitsland, volgens de data-analyse. Dit is problematisch, concluderen de onderzoekers, vooral "wanneer je een wereldwijde oceaan probeert te karakteriseren, begrijpen en beheren."

Schubotz' onderzoeksreis naar de zuidelijke Golf van Mexico was al een aantal jaar geleden, maar de herinnering aan de pas ontdekte diepzeehotspot is nog steeds levendig. "Ik krijg echt kippenvel als we zo'n nieuw systeem met onwerkelijke structuren in de diepzee ontdekken", herinnert de wetenschapper zich.

De zeegebieden bereiken dieptes tot wel 11.000 meter.

Bron: Patan/RND

Ze heeft ook elders gedoken en in sedimenten in de Nankaitrog voor de kust van Japan geboord en levende micro-organismen gevonden, zelfs bij temperaturen rond de 120 graden Celsius. Ze heeft ook zonder succes gedoken, waarbij ze vermoedde dat er warmwaterbronnen met zwarte rook te vinden waren bij een Braziliaanse militaire basis in het midden van de Atlantische Oceaan, maar ze vond er geen op de zeebodem.

Zwarte rokers, drie kilometer diep op de zeebodem: de temperaturen kunnen oplopen tot wel 50 graden Celsius. Sommige bacteriën kunnen in deze extreme omgeving overleven.

Bron: MARUM – Centrum voor Mariene Milieuwetenschappen, Universiteit van Bremen

Dat topografische kaarten van de zeebodem slechts op een paar plaatsen ter wereld beschikbaar zijn, komt ook doordat dergelijke expedities zeer complex zijn, legt Schubotz uit. Alleen al de planning: een expeditie van een maand vergt minstens een jaar voorbereidingstijd.

Diepteprofielen, satellietgegevens en de chemische samenstelling van watermonsters worden onderzocht om beter te bepalen waar vermoedelijk koude of warme bronnen zich op de zeebodem bevinden. Onderzoeksschepen, onderwaterrobots, monstermaterialen en personeel moeten paraat staan. Er zijn maximaal twaalf duiksessies ter plaatse gepland. Het weer moet goed zijn en de golven mogen niet te sterk zijn. Er moet zorgvuldig worden nagedacht over waar de robots neergelaten zullen worden. De tijd is beperkt: de zeebodem moet binnen acht uur worden gescand en er moeten monsters worden genomen.

Een zoemend geluid begroet Schubotz als ze haar laboratorium in het Centrum voor Mariene Milieuwetenschappen in Bremen binnenkomt. Hier begint het werk na een dagje uit pas echt. Haar team onderzoekt bacteriën en gesteenten, voedt de monsters en onderzoekt hun kenmerken.

Een van de grote vragen: hoe voeden de micro-organismen in de onherbergzame diepzee zich? Daar, waar geen zonlicht komt, waar alles anders functioneert dan aan de oppervlakte. "De bacteriën in de diepzee leven van vrijwel niets", legt Schubotz uit. "Ze ademen het gesteente in." Hun voedselbron is anorganisch materiaal, zoals koolstofdioxide. Ze halen hun energie uit verbindingen met ijzer of zwavel.

Onderzoeker Florence Schubotz (l.) en geochemie-doctoraatsstudent Melina Krohn in het marumlaboratorium

Bron: Saskia Heinze

Ondanks de isolatie heeft Schubotz' team tot nu toe menselijke voetafdrukken gevonden op de hotspots van de diepzee: colablikjes, plastic, zelfs een koelkast, midden in de Atlantische Oceaan. "Dit is natuurlijk schokkend, maar de micro-organismen in de diepzee zijn ongelooflijk veerkrachtig", zegt de mariene onderzoeker. "Ze zullen ons overleven." Dit zijn immers de oorspronkelijke levensvormen. Dat wil zeggen, de levensvormen die bestonden voordat onze huidige stofwisselingscycli zich ontwikkelden in de planten- en dierenwereld.

Wat brengt meer diepzeekennis ons mensen? Er zijn vragen over het ontstaan ​​van het leven, die we naderen. Ook vragen over de grenzen van het leven: hoe past het zich aan aan een leven zonder zuurstof, zonder licht, in hitte, in kou? Er zijn directe toepassingen in ons dagelijks leven – bijvoorbeeld in de geneeskunde. De PCR-reactie, waarop onze coronatests zijn gebaseerd, is gebaseerd op eiwitten die door warmteminnende micro-organismen in warmwaterbronnen worden gekweekt, legt Schubotz uit. Membraanlipiden worden ook gebruikt om producten hittebestendiger te maken.

En dan zijn er nog de vragen over de bredere wereldwijde verbanden. Door de activiteit van micro-organismen wordt koolstof gebonden bij warme en koude bronnen. "We weten nog grotendeels niet in hoeverre koolstof wordt gebonden of vrijgegeven", zegt Schubotz. Kan de diepzee een CO₂-put zijn? Hoe is de diepzee verbonden met de belangrijkste metabolische cycli in de oceaan? Als dergelijke puzzels kunnen worden opgelost, zouden ze ook kunnen leiden tot oplossingen voor de door de mens veroorzaakte klimaatverandering. Met andere woorden: zijn er misschien manieren waarop we de CO₂ die we in de lucht uitstoten, kunnen afvangen en opslaan?

Zullen alle geheimen van de zeebodem ooit onthuld worden? Schubotz, die al zo'n 22 jaar onderzoek doet naar extreme leefomstandigheden in de diepzee, vindt het "bijna tragisch als we uiteindelijk alles ontcijferen". Maar ook onrealistisch: met elke nieuwe ontdekking vinden we slechts een klein stukje van de puzzel. Maar dit roept ook minstens tien nieuwe onderzoeksvragen op. "Dat is wat de diepzee zo spannend maakt."