TAMPA, FL (1 de mayo de 2023) — Llenos de más historias no contadas aún más que los planetas de nuestro sistema solar, los lagos subglaciales que nunca ven la luz del día se encuentran entre las fronteras menos accesibles de la ciencia. Una cosa parece segura: donde hay agua, hay vida, incluso si dicha agua se encuentra en el fondo de un lago congelado, en total oscuridad, bajo más de media milla de capa de hielo en la Antártida occidental.
Como se indica en antecesor de AGULos científicos analizaron la firma química de los océanos y los microbios recuperados de los sedimentos y el agua en el fondo de un lago subglacial llamado lago Mercer para describir, por primera vez, de dónde obtienen los microbios revoltosos el carbono, la fuente de energía del día, y lo transportan. este sistema profundamente desolado. Usaron datos de sedimentos, microbios y el ciclo del carbono para inferir la historia geológica de esta área, y los resultados los sorprendieron.
Si bien anteriormente creían que el hielo sobre el lago Mercer se mantuvo estable durante cientos de miles de años, este nuevo trabajo confirma que el lago estaba conectado al océano hace unos 6.000 años y que la capa de hielo de la Antártida occidental era más joven de lo que es. hoy. Este fue un período en el que el clima se mantuvo estable en relación con el final de la última Edad de Hielo hasta el cambio climático antropogénico de hoy.
«Esta es la primera vez que tenemos evidencia geológica inequívoca de que la línea de conexión a tierra de la capa de hielo de la Antártida occidental, que es como una costa donde el hielo se encuentra con el océano, estaba al menos 250 kilómetros tierra adentro de lo que es hoy, y posiblemente más», dijo Ryan Venturelli. , autor principal del estudio y profesor asistente en la Escuela de Minas de Colorado. Venturelli hizo el trabajo con su ex asesor de doctorado, el geólogo marino Brad Rosenheim de la Facultad de Ciencias Marinas de la Universidad del Sur de Florida.
En otras palabras, hace unos miles de años, la capa de hielo de la Antártida occidental retrocedió unas 155 millas, unas pocas docenas de millas desde la distancia entre Nueva York y Boston, antes de volver a crecer hasta su forma moderna.
«Estos son números reales de muestras de agua y sedimentos que ahora se pueden usar para verificar modelos de capas de hielo», dijo Venturelli.
Venturelli y Rosenheim recuperaron las muestras del lago Mercer, a unos cientos de millas del Polo Sur, como parte de un equipo de 25 miembros en la histórica expedición financiada por la NSF llamada Acceso científico al lago antártico subglacial, o salsa. Estuvieron en el sitio desde diciembre de 2018 hasta enero de 2019. El equipo usó un método de acceso de agua caliente limpio y dedicado para recuperar el núcleo más largo hasta ahora de un lago subglacial: mide aproximadamente siete pies de largo. Perforaron más de media milla de hielo para obtenerlo, trabajando en sentido contrario a las agujas del reloj mientras volvían a congelar el agujero lleno de agua.
Fue solo la segunda vez en la historia que los científicos recuperaron un núcleo de sedimento de un lago subglacial. (El primero se recuperó del lago Whillans en 2013).
«Este trabajo es un gran paso adelante para nosotros», dijo Rosenheim. «Pensamos que el glaciar se había retirado a donde está ahora, pero ha regresado mucho más lejos, lo que sugiere que el hielo es mucho más dinámico de lo que pensábamos. Ahora necesitamos incorporar esta nueva comprensión en los modelos para que podamos predecir su forma». .” Mejor lo que podría pasar en el futuro a medida que el planeta se calienta.”
El equipo usó herramientas de geoquímica, incluidos análisis de isótopos y datación por radiocarbono, para aprender cómo el carbono circulaba por el sistema. Combinaron esto con estimaciones conocidas del metabolismo microbiano para confirmar matemáticamente el retroceso de la capa de hielo de la Antártida occidental.
«Antes de este estudio, aún no habíamos determinado la extensión máxima de la descomposición reciente», dijo Venturelli.
El carbón de 6.000 años sabe bien
«Resulta que las bacterias que viven en este ambiente son pequeños que se las arreglan con lo que tienen ahí abajo», dijo Venturelli. “Este proyecto realmente confirma que donde hay agua, la vida puede continuar”.
Los microbios en el lago se alimentan del carbono de 6000 años de antigüedad introducido cuando esta área aún estaba conectada al océano.
Como recordatorio, no hay sol que alimente la vida allí mediante la fotosíntesis, como en la mayoría de los lagos de la Tierra. «Este no es un lago como lo conocemos», dijo el coautor del estudio y experto en microbios Brent Christner de la Universidad de Florida. «En el lago Mercer, además de ese legado de carbono de 6000 años de antigüedad, los microbios pueden aprovechar la energía química de los procesos físicos asociados con la propia capa de hielo», dijo Christner.
A medida que el hielo se mueve, las rocas debajo se pulverizan en partículas diminutas que se agitan en el agua y los microbios, en su mayoría bacterias y arqueas, acceden a esos minerales para obtener energía a través de un proceso llamado quimiosíntesis. Las arqueas son microorganismos a diferencia de las bacterias que se encuentran en otros ambientes extremos, como las fuentes termales en la Tierra y los respiraderos hidrotermales en las profundidades del mar.
Venturelli dijo que la reserva de carbono en el sedimento del fondo del lago Mercer es al menos 100 veces mayor que cualquier otra reserva de carbono en el ciclo, y los microbios la usan de manera eficiente. También utilizan el carbono introducido en el sistema desde cuerpos de agua río arriba. Los lagos subglaciales pueden ser efímeros y parecerse más a un sistema fluvial subglacial trenzado que a un sistema lacustre cerrado.
«Piense en estos lagos no como ecosistemas separados, sino como una red de comunidades conectadas que transportan agua y sedimentos», dijo Christner.
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El destino de la capa de hielo de la Antártida tiene implicaciones extraordinarias para el aumento del nivel del mar en todo el mundo. Si toda la capa de hielo de la Antártida occidental se derritiera, algunas estimaciones dicen que agregaría más de nueve pies a las costas de todo el mundo.
«Hay mucho pesimismo en la ciencia del clima», dijo Venturelli. “Encuentro esperanza en el hecho de que este trabajo destaca que las capas de hielo son mucho más dinámicas de lo que esperábamos anteriormente, y necesitamos investigar la idea de reversión: ¿cuáles son los mecanismos de fuerza que causaron que la capa de hielo regresara a donde estaba? es hoy?- para que podamos predecir mejores escenarios futuros.
Los científicos estiman que puede haber más de 650 lagos subglaciales en la Antártida, por lo que, entre este estudio básico y el primero en 2013, literalmente han comenzado a rascar la superficie de sus misterios con dos puntos de datos clave. Pero una cosa es segura, dice Venturelli: mirar la base del glaciar, especialmente el agua y los sedimentos en los sistemas de lagos subglaciales, vale la pena el esfuerzo extra.
«No podríamos haber aprendido estas cosas extrayendo sedimentos marinos del exterior del barco», dijo. «A veces se necesita mirar un viejo problema de una manera nueva para descubrir resultados realmente emocionantes».
Este trabajo fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias.
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