Más de la mitad del agua dulce del planeta se encuentra en la Antártida. Si bien la mayor parte está congelada en las capas de hielo, debajo de las piscinas de hielo y las corrientes de agua fluyen entre sí y hacia el Océano Austral que rodea el continente. Comprender el movimiento de esta agua, y lo que se disuelve en ella como solutos, revela cómo el carbono y los nutrientes de la tierra pueden mantener la vida en el océano costero.
Recopilar datos sobre la biogeoquímica de estos sistemas es una tarea de proporciones antárticas. Trista Vick-Majors, profesor asistente de ciencias biológicas en la Universidad Tecnológica de Michigan, es parte de un equipo que recolectó muestras del lago subglacial Whillans en la Antártida occidental y es autor principal de un artículo sobre el lago, publicado recientemente en Global Biogeochemical Cycles.
"La vida es dura, puede manejar mucho", dijo Vick-Majors. "Este documento reúne lo que sabemos sobre la biología y cuán activo es bajo el hielo antártico con información sobre la composición del carbono orgánico en el lago".
La vida debajo del hielo soporta mucho: no hay luz solar y la presión del hielo de arriba en combinación con el calor que irradia desde el núcleo de la Tierra es lo que derrite el agua para formar el lago, por lo que la temperatura oscila justo por debajo del punto de congelación. El carbono orgánico, una importante fuente de alimento para microorganismos, está presente en concentraciones relativamente altas en el Lago Subglacial Whillans, incluso si carece del desorden verde de un estanque del Medio Oeste a fines de agosto. En cambio, cuando las cámaras cayeron por el pozo del lago subglacial Mercer (un vecino de Whillans) revelan, el lago subglacial es oscuro, frío, lleno de sedimentos suaves y esponjosos, y está cubierto de hielo lleno de burbujas.
El lecho del lago parece más extraño que la tierra, y estudiar entornos extremos como este proporciona una idea de cómo podría ser la vida extraterrestre o cómo podría sobrevivir la vida terrenal en condiciones similares. No es que los humanos, los pingüinos o los peces puedan manejarlo; La vida en las aguas debajo del hielo de la Antártida es principalmente microbiana. Todavía muestran signos de vida (carbono orgánico y otros productos químicos derivados de vivir, comer, excretar y morir) que Vick-Majors y su equipo pueden medir y presupuestar.
Utilizando cálculos de balance de masa, la investigación del equipo muestra que se puede producir una reserva de carbono orgánico disuelto en el Lago Subglacial Whillans en 4.8 a 11.9 años. A medida que el lago se llena y drena, lo que lleva aproximadamente la misma cantidad de tiempo, todos esos nutrientes se deslizan y se deslizan hacia la costa cubierta de hielo del Océano Austral. Según los cálculos del equipo, los lagos subglaciales de la región proporcionan un 5,400% más de carbono orgánico que lo que la vida microbiana en el océano cubierto de hielo aguas abajo necesita para sobrevivir.
"No hay fotosíntesis debajo del hielo en el océano aguas abajo de este lago; esto limita las fuentes de alimentos y energía disponibles de una manera que no se encontraría en un lago de superficie o en el océano abierto", dijo Vick-Majors. "La idea es que estos lagos subglaciales que están aguas arriba podrían proporcionar importantes fuentes de energía y nutrientes para las cosas que viven en las regiones cubiertas de hielo del Océano Austral".
Si bien el Lago Subglacial Whillans por sí solo indica que los nutrientes aguas arriba pueden ser un factor importante, es solo una fuente de datos en un complejo cubierto de hielo de lagos subterráneos, arroyos y zonas de mezcla similares a estuarios que sufren flujos estacionales y esporádicos.
Para ampliar su punto de vista, Vick-Majors y el resto del equipo han estado recopilando datos en otros sitios (Mercer Subglacial Lake fue muestreado por el equipo SALSA a principios de 2019), y hacerlo no es poca cosa. Lo hacen posible con un taladro de agua caliente, una manguera especialmente diseñada, una botella de muestreo de agua de 10 litros, algunos dispositivos de extracción de sedimentos y una semana de clima polar veraniego que puede caer hasta 20 por debajo. La tripulación usa trajes Tyvek y todo el equipo se limpia a fondo. También filtran el agua de perforación, la pasan por varios bancos de luces ultravioletas para eliminar la contaminación microbiana y luego la calientan para usar el agua caliente para abrir un pozo de aproximadamente 1000 metros hasta el lago.
"Parte del agua helada derretida, que ahora ha circulado a través del taladro, se retira del pozo para que cuando se perfora el lago, el agua del lago se mueva hacia el pozo", dijo Vick-Majors, explicando que la tripulación ha para mantener el agua caliente del taladro separada del agua del lago para mantener limpias sus muestras y el lago. "Se necesitan alrededor de 24 horas para perforar el pozo y lo mantenemos abierto durante unos días; recolectar una sola muestra o bajar las cámaras puede tomar dos horas o más, dependiendo del equipo".
Y el agujero sigue intentando volver a congelarse. Además, Vick-Majors no es un científico solitario; ella está integrada en un equipo interdisciplinario y todos necesitan acceso al pozo para diferentes experimentos. Pero a pesar de toda la logística apretada y los dedos fríos, dice que vale la pena.
"Hay agua y hay vida debajo del hielo", dijo Vick-Majors. "Estos pueden enseñarnos mucho sobre nuestro planeta porque este es un gran lugar para observar ecosistemas algo simplificados, sin niveles más altos de organismos. Por lo tanto, podemos responder preguntas sobre la vida que pueden ser realmente difíciles de responder en otros lugares".
La otra cara es que las interacciones físico-biológicas aún pueden ser complicadas en estos entornos; El documento es un paso para comprenderlos. Los lagos subglaciales de la Antártida Occidental son casi de otro mundo y al mismo tiempo dan una idea de las posibilidades de los entornos de exoplanetas al tiempo que revelan los secretos profundos y guardados de nuestro propio mundo.
