Impatto dell'estrazione mineraria su stato trofico e diversità dei microeucarioti negli ambienti marini profondi

The increasing demand for raw materials has drawn attention to polymetallic nodules as a resource for precious metals, especially for the presence of rare earth elements. The study area is located in licensed areas by the International Seabed Authority (ISA) for the exploration of polymetallic nodules to Germany (German Area, 4100m) and Belgium (Belgian Area, 4500m) in the Clarion-Clipperton Zone (CCZ). In 2021, a prototype collection system, Patania II, was tested in the German and Belgian Areas. Here, we investigated the impact of the collector on the trophic status and benthic microeukaryotic communities caused by mining activities. Organic matter and microeukaryotic communities in sediment were analyzed during three oceanographic cruises conducted in the 2019, 2021 and 2022. Study areas included an undisturbed Reference Area and a Trial Area where the trial experiment took place. In 2022, 5 stations were sampled at increasing distances from the Trial Area to assess plume redeposition impact. The collector, Patania II, by removing the top sediment layers, reduced the concentrations of phytopigments and biopolymeric carbon and caused food depletion that persisted even after 18 months. Along the plume redeposition gradient, a homogenization of the top 5 cm was observed in the stations closer to the Trial Area, suggesting potential changes in biogeochemical processes and biological recolonization. In the short term, no significant differences were observed in the microeukaryotic communities. However, after 18 months, significant differences were observed in the Trial Area and in the sites adjacent to the Trial Area which were affected by the redeposition of the plume compared to those observed before the mining impact. These new trophic conditions might have allowed the colonization of different communities.

La crescente domanda di materie prime ha portato l'attenzione sui noduli polimetallici come una risorsa di metalli preziosi, specialmente per le terre rare contenute al loro interno. La Clarion Clipperton Zone (CCZ) nel Pacifico equatoriale, profonda tra i 4000 m e i 5500 m, è il deposito più vasto di noduli polimetallici. Nel 2021, è stato testato un sistema prototipale di raccolta di noduli, Patania II, in due aree: una in concessione alla Germania e l'altra al Belgio. In questo studio abbiamo investigato l'impatto di un’operazione di deep-sea mining nel breve termine e dopo 18 mesi sullo stato trofico e sulle comunità microeucariotiche bentoniche. Sono state analizzate la concentrazione e composizione della materia organica sedimentaria e le comunità microeucariotiche bentoniche durante tre campagne oceanografiche che hanno avuto luogo nel 2019, 2021 e 2022. Le aree di studio includono un’area di Reference lontana dall'impatto e una Trial Area in cui il collettore ha raccolto i noduli. Inoltre, nel 2022, sono state campionate 5 stazioni poste a distanza crescente dalla Trial Area per valutare l’impatto della risedimentazione della plume. Il collettore rimuovendo gli strati superficiali di sedimento ha causato una riduzione delle concentrazioni di fitopigmenti e carbonio biopolimerico, la quale si continua ad osservare anche a distanza 18 mesi. Lungo il gradiente di rideposizione della plume, è stata osservata un omogenizzazione dei primi 5cm nelle stazioni più vicine alla Trail Area, suggerendo potenziali cambiamenti nei processi biogeochimici e nei processi di ricolonizzazione biologica. Nel breve termine, non osserviamo cambiamenti significativi nelle comunità microeucariotiche analizzate. Tuttavia, dopo 18 mesi, si osservano variazioni significative, sia nella Trial Area sia nei siti immediatamente al di fuori coinvolti dalla rideposizione della plume, probabilmente dovute all’insediarsi di una nuova comunità microeucariotica adattata alle nuove condizioni trofiche dei siti impattati dal collettore e dalla rideposizione della plume.