Wetenschappers ontdekken vreemde microben op een nieuw eiland dat verschijnt en vervolgens weer verdwijnt
Een paar jaar geleden werd een nieuw eiland gevormd in de Stille Oceaan, dat vervolgens werd vernietigd. Deze korte verschijning was echter van fundamenteel belang voor de wetenschap: laten we samen kijken waarom.
Een vulkaanuitbarsting vormde het eiland Hunga Tonga
ESA / Copernicus Sentinel-2 L2A/Wikimedia commons - CC BY-SA 3.0 igo
In 2015 werd na een vulkaanuitbarsting een nieuw eiland, Hunga Tonga, gevormd in de Stille Zuidzee. Deze “verschijning” opende de deuren voor biologen, geologen, vulkanisten en ecologen om ecosystemen, hun ontstaan en ontwikkeling te bestuderen, en bood experts een unieke mogelijkheid om deze aspecten diepgaand te onderzoeken. In feite is het alsof er een nieuwe microplaneet is gecreëerd en er als zodanig nog geen levensvormen aanwezig zijn in de fase van oorsprong. Het kunnen observeren van de ontwikkeling van de eerste microben en vervolgens van flora en fauna is een bijna onherhaalbare kans.
Het eiland bood wetenschappers echter niet veel tijd om te observeren: begin 2022 maakte een nieuwe vulkaanuitbarsting feitelijk een einde aan het bestaan ervan en verwoestte het volledig. Gedurende de zeven jaar van zijn leven slaagde hij er echter in waardevolle informatie te verstrekken waardoor wetenschappers interessante onderzoeken konden uitvoeren. In een daarvan demonstreerde het team van de Universiteit van Colorado, VS, tegen alle verwachtingen in de aanwezigheid op Hunga Tonga van een kolonie microben die in staat zijn atmosferische gassen en zwavel te metaboliseren, zoals micro-organismen die zich vermenigvuldigen in habitats zoals thermische of hydrothermale bronnen, of diepe wateren.
De mysterieuze microben gevonden op het nieuw gevormde eiland in de Stille Zuidzee
Tonga Geological Services/Wikimedia commons - CC BY 3.0 DEED
Nick Dragone, microbieel ecoloog aan de Universiteit van Colorado, verklaarde: “We zagen niet wat we verwachtten. We dachten dat we organismen zagen die werden aangetroffen wanneer een gletsjer zich terugtrekt, of cyanobacteriën, soorten die meer typerend zijn voor de eerste kolonisatoren, maar in plaats daarvan vonden we een unieke groep bacteriën die zwavel en atmosferische gassen metaboliseren." Het onderzoeksteam onderzocht tweeëndertig monsters verzameld op verschillende terreinen op het eiland, vanaf het kustgebied tot aan de top van de krater, ongeveer honderdtwintig meter boven zeeniveau. Door het DNA te extraheren en te sequencen werd de aanwezigheid van bacteriën en archaea gevonden in alle monsters die uit de vulkaankegel waren genomen.
Hoewel de vegetatie zich op het eiland vrij snel ontwikkelde, vrijwel zeker dankzij de zaden in de uitwerpselen van vogels, hebben wetenschappers hun aandacht gericht op gebieden zonder planten. De bacteriën die in de bodem worden aangetroffen zouden afkomstig moeten zijn uit de oceaan of uit de uitwerpselen van de vogels, maar dat is niet het geval: hun oorsprong zou volgens wetenschappers terug te voeren zijn op de diepten van de bodem. Dragone legde uit: “Een van de redenen waarom we denken dat we deze unieke microben zien, is vanwege de eigenschappen die verband houden met vulkaanuitbarstingen: veel zwavel- en waterstofsulfide-gas, dat waarschijnlijk de unieke taxa voedt die we hebben gevonden. De microben leken heel veel op die gevonden worden in hydrothermale bronnen, warmwaterbronnen zoals Yellowstone en andere vulkanische systemen. Onze beste veronderstelling is dat de microben uit dat soort bronnen kwamen."
Vulkaanuitbarsting Hunga Tonga: gevolgen voor de stratosfeer
NZ Defence Force/Wikimedia commons - CC BY 4.0
"Dit soort vulkaanuitbarstingen komen over de hele wereld voor, maar ze produceren meestal geen eilanden. We hadden een ongelooflijk unieke kans. Niemand eerder had ooit de micro-organismen op dit soort eilandsystemen in een zo pril stadium uitgebreid bestudeerd", zei Dragone. In de afgelopen anderhalve eeuw is dit het derde eiland dat zich in korte tijd heeft gevormd en het eerste dat zich in de tropen bevindt. In de andere twee gevallen concentreerden de wetenschappers zich echter meer op de aanwezigheid van planten en dieren dan op de observatie van microben. Gelukkig was dit in het geval van Hunga Tonga mogelijk, voordat het eiland verdween met de grootste vulkaanuitbarsting van de 21e eeuw, die de hoogste stoompluim uit de geschiedenis registreerde. "We zijn uiteraard teleurgesteld dat het eiland is verdwenen, maar nu hebben we veel voorspellingen over wat er zal gebeuren als de eilanden zich vormen", zei hij, en concludeerde dat bij toekomstige gelegenheden de verzameling van gegevens substantieel zal zijn.
De verdwijning van Hunga Tonga, die om precies te zijn op 15 januari 2022 plaatsvond, veroorzaakte een schokgolf die de hele planeet voelde en een tsunami veroorzaakte op Fiji, in Japan, Chili, Nieuw-Zeeland, Peru en de VS. Volgens een ander onderzoek, uitgevoerd door de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) en de Universiteit van Maryland, bracht dit negen maanden na de uitbarsting ook een verandering teweeg in de chemie van de stratosfeer, wat leidde tot een hoeveelheid nooit eerder geregistreerde verliezen van ozon, die in grote delen van het zuidelijk halfrond de 7% benaderden. Het teweegbrengen van deze veranderingen zou de ongelooflijke hoeveelheid waterwarmte zijn geweest die in de stratosfeer vrijkwam door de uitbarsting van de onderwatervulkaan, zoals beweerd door David Wilmouth, wetenschapper van SEAS en eerste auteur van het onderzoek. Een deel van het materiaal bereikte zelfs de lagere mesosfeer, meer dan 48 km boven het aardoppervlak: een recordbrekende en ongekende hoogte voor vulkaanuitbarstingen.
Zouden de volgende vulkanische gebeurtenissen, hoewel ze zouden kunnen leiden tot nieuwe formaties en verwante onderzoeken, zelfs nog ergere gevolgen kunnen hebben dan deze?
