Od lat 70. ubiegłego wieku badacze systematycznie odkrywają kolejne elementy niezwykłego podlodowego ekosystemu Antarktydy. Dzięki zaawansowanym technologiom radarowym, sejsmicznym i satelitarnym do tej pory udało się zidentyfikować ponad 400 jezior ukrytych pod antarktycznym lodem. To odkrycie całkowicie zmieniło nasze postrzeganie tego, co dzieje się pod ogromną pokrywą lodową kontynentu.
400 jezior pod lodem i jedno wielkie pytanie – co w nich żyje?
Mechanizm utrzymywania się wody w stanie ciekłym w tak ekstremalnych warunkach wydaje się wręcz nieprawdopodobny, ale natura jak zwykle znalazła sposób. Niewielkie ilości ciepła geotermalnego pochodzącego z wnętrza Ziemi przedostają się przez podłoże skalne, podczas gdy gruba warstwa lodu działa jak gigantyczna izolacja termiczna, chroniąc wodę przed mrozem panującym na powierzchni. Te jeziora subglacjalne tworzą rozległy system hydrologiczny przypominający naziemne sieci rzeczne. Obejmuje on nie tylko zbiorniki wodne, ale także kanały podobne do rzek oraz środowiska przypominające ujścia rzeczne.
Czytaj też: Genetycznie modyfikowane drożdże mogą uratować pszczoły. Przełomowe badania
Co ciekawe, satelity są w stanie śledzić ruch wody między jeziorami, a to poprzez obserwacje tego, jak powierzchnia lodu unosi się i opada w miarę napełniania oraz opróżniania podziemnych zbiorników. Sam wiek tych jezior naprawdę imponuje. Niektóre zbiorniki pod lądowymi sektorami pokrywy lodowej mogą liczyć nawet 15 milionów lat, podczas gdy woda w jeziorach Wschodniej Antarktydy ma około 1,5 miliona lat. To oznacza, że zostały odcięte od świata zewnętrznego na długo przed pojawieniem się pierwszych przedstawicieli rodzaju Homo.
Warto zauważyć, że jeziora w różnych częściach kontynentu znacznie różnią się wiekiem. Te znajdujące się pod morskimi sektorami pokrywy lodowej, które obejmują większość Zachodniej Antarktydy, są relatywnie młode, bo prawdopodobnie powstały podczas ostatniej ekspansji lodowca, która mogła nastąpić mniej niż 100 tysięcy lat temu. Badania radarowe wykazały z kolei, że niektóre jeziora zgromadziły dziesiątki, a nawet setki metrów osadów, które prawdopodobnie zawierają bezcenne informacje o przeszłych konfiguracjach pokrywy lodowej.
Na co mogą odpowiedzieć nam jeziora Antarktydy?
Najstarsze jeziora pod lądowym lodem mogą przechowywać zapisy klimatyczne i lodowcowe sięgające milionów lat wstecz. Te najstarsze i najbardziej stabilne jeziora stanowią na dodatek potencjalne siedliska dla niezwykłych form życia, które ewoluowały w całkowitej izolacji. Mikroorganizmy te musiały przystosować się do życia bez dostępu do światła słonecznego, wykorzystując energię pochodzącą z nieorganicznych związków chemicznych ze skał i funkcjonując pod ekstremalnym ciśnieniem kilku kilometrów lodu. Dlatego też mogą być kluczem do zrozumienia granic życia na Ziemi, a także dostarczyć wskazówek dotyczących możliwości istnienia życia na innych planetach w podobnie ekstremalnych warunkach. Niestety, choć to wszystko brzmi obiecująco, to badania w takich warunkach są niezwykle trudne i kosztowne.
Czytaj też: Nosorożec biały północny. Naukowcy stworzyli 38 zarodków w ostatniej szansie na ratunek
Nawet dziś eksploracja jezior subglacjalnych to jedno z największych wyzwań technologicznych współczesnej nauki. Ze względu na unikalną wartość naukową i potencjalne zagrożenia środowiskowe, Komitet Naukowy ds. Badań Antarktycznych opracował specjalny kodeks postępowania dotyczący eksperymentów dostępu subglacjalnego. Został on przyjęty w 2011 roku i zmodyfikowany w 2017 roku, aby zapewnić odpowiedzialne prowadzenie badań. Jeśli z kolei idzie o technologię, British Antarctic Survey opracował specjalne wiertła na gorącą wodę, które umożliwiają dostęp do podłoża na głębokości ponad 2,1 km pod powierzchnią lodu.
Czytaj też: DNA nie tworzy węzłów. Naukowcy odkryli prawdziwą naturę skręconych struktur.
Obecnie rozwija się z kolei sieć międzynarodowych współprac i partnerstw mających na celu uzyskanie dostępu do najważniejszych jezior, które mogą dostarczyć odpowiedzi na fundamentalne pytania naukowe. Badania geofizyczne już zidentyfikowały kilka jezior ze stabilnymi słupami wody i osadami, które są szczególnie obiecujące dla przyszłych ekspedycji. Jest to o tyle ważne, że bezpośredni dostęp i pobieranie próbek z jezior są niezbędne do odpowiedzi na kluczowe pytania naukowe dotyczące historii klimatu, ewolucji życia i dynamiki pokryw lodowych.