Comprendere uno degli ambienti più estremi al mondo, un lago antartico, che si trova sotto 800 metri di ghiaccio, e ottenere campioni d’acqua, richiede diversi giorni di perforazione, attrezzature adatte, molta pazienza ed entusiasmo.
Più della metà dell’acqua dolce del pianeta è in Antartide. La maggior parte è congelata nelle calotte glaciali e sotto i laghi di ghiaccio; i corsi d’acqua scorrono l’uno nell’altro e sfociano nell’Oceano Antartico che circonda il continente. Comprendere il movimento di quest’acqua e ciò che si dissolve in essa, rivela come il carbonio e i nutrienti della terra possano sostenere la vita nell’oceano.
Raccogliere dati sulla biogeochimica di questi sistemi è un’impresa di “proporzioni antartiche”. Trista Vick-Majors, assistente professoressa di Scienze biologiche alla Michigan Technological University, fa parte di un team che ha raccolto campioni dal lago subglaciale Whillans, nell’Antartide occidentale, ed è autrice principale di un documento, recentemente pubblicato su Global Biogeochemical Cycles.
“Questo documento unisce ciò che sappiamo della biologia e del ghiaccio antartico con informazioni sulla composizione del carbonio organico nel lago“, ha dichiarato Vick-Majors.
La vita sotto il ghiaccio non è semplice poiché non c’è luce solare e la pressione proveniente dal ghiaccio sopra, in combinazione con il calore che si irradia dal nucleo terrestre, scioglie l’acqua per formare il lago, quindi la temperatura si alza appena sotto lo zero. Il carbonio organico, un’importante fonte alimentare per i microrganismi, è presente in concentrazioni relativamente elevate nel lago subglaciale di Whillans. Invece, quando le telecamere mandate all’interno del Mercer Subglacial Lake (un lago vicino al Whillans) rivelano che questo è buio, freddo e pieno di sedimenti.
Lo studio di ambienti estremi fornisce informazioni su come potrebbe essere la vita extraterrestre o su come la vita terrestre possa sopravvivere in condizioni simili. Non che umani, pinguini o pesci possano sopravvivere facilmente in quelle condizioni. Infatti la vita nelle acque sotto il ghiaccio dell’Antartide è prevalentemente microbica.
Usando i calcoli del bilancio di massa, la ricerca del team mostra che un pool di carbonio organico, disciolto nel lago subglaciale Whillans, può essere prodotto in 4,8-11,9 anni. Mentre il lago si riempie, il che richiede circa la stessa quantità di tempo, tutti quei nutrienti vanno verso la costa coperta di ghiaccio dell’Oceano Antartico. Sulla base dei calcoli del team, i laghi subglaciali nella regione forniscono il 5.400% in più di carbonio organico rispetto a ciò di cui la vita microbica, nell’oceano coperto di ghiaccio, ha bisogno per sopravvivere.
“Non c’è fotosintesi sotto il ghiaccio nell’oceano a valle di questo lago, questo limita le fonti di cibo e di energia disponibili in un modo che non potremmo mai trovare in un lago di superficie o nell’oceano aperto“, ha dichiarato Vick-Majors. “L’idea è che questi laghi subglaciali a monte, possano fornire importanti fonti di energia e sostanze nutritive per gli organismi che vivono nelle regioni coperte di ghiaccio dell’Oceano Antartico“.
Perforazione per i dati
Anche se il lago subglaciale di Whillans indica che i nutrienti a monte possono essere un fattore importante, resta solo una singola fonte di dati poiché esistono tanti altri laghi sotterranei, torrenti e zone di foci a estuario che subiscono flussi stagionali.
Per ampliare il loro punto di vista, Vick-Majors e il resto del team hanno raccolto dati in altri siti (Mercer Subglacial Lake è stato campionato dal team SALSA all’inizio del 2019). Per lo studio, fatto in una settimana di clima polare estivo (che può scendere a 20 gradi sotto lo zero), è stato usato un trapano ad acqua calda, un tubo appositamente progettato, una bottiglia di campionamento dell’acqua da 10 litri ed alcuni dispositivi di carotaggio dei sedimenti. L’equipaggio indossa tute Tyvek servendosi di attrezzature che vengono accuratamente pulite per garantirne un migliore uso. Filtrano l’acqua di perforazione, facendola passare attraverso delle parti con luci ultraviolette per abbattere la contaminazione microbica, per poi riscaldarla ed aprire un pozzo di circa 1000 metri verso il lago.
“Parte di quell’acqua ghiacciata sciolta, che è passata attraverso il trapano, viene rimossa dal foro in modo che quando il lago viene perforato, l’acqua del lago sale su per il pozzo“, ha dichiarato Vick-Majors, spiegando che l’equipaggiamento riesce a mantenere l’acqua calda del trapano separata dall’acqua del lago, per tenere puliti i campioni prelevati e il lago stesso. “Ci vogliono circa 24 ore per perforare e creare un pozzo che verrà tenuto aperto per alcuni giorni; infatti raccogliere un singolo campione può richiedere oltre più di due ore, a seconda dell’attrezzatura“. In tutto ciò, il foro fatto per raccogliere i campioni, rischia di ricongelarsi un’altra volta.
“C’è acqua e c’è vita sotto il ghiaccio“, ha detto Vick-Majors. “Da qui possiamo raccogliere molte informazioni sul nostro pianeta perché questo è un ottimo posto per osservare ecosistemi un po’ semplificati, senza la presenza di organismi più evoluti”.
Il rovescio della medaglia è che le interazioni fisico-biologiche possono essere ancora complicate in questi ambienti. I laghi subglaciali (quasi ultraterreni) dell’Antartide occidentale svelano i segreti profondi e ben conservati del nostro mondo.
Riferimenti: Trista J. Vick ‐ Majors et al. Connettività biogeochimica tra ecosistemi di acqua dolce sotto la calotta glaciale dell’Antartico occidentale e l’ambiente marino sottomarino, cicli biogeochimici globali (2020). DOI: 10.1029 / 2019GB006446
FONTE: Phys.org
