Antartide, scoperta rivoluzionaria: vita a 800 metri sotto il ghiaccio nel lago Whillans
Nelle profondità del continente ghiacciato, sotto centinaia di metri di ghiaccio, prosperano mondi microbici che sfidano l'oscurità. La scoperta nel lago subglaciale Whillans rivoluziona la nostra comprensione della vita sulla Terra e oltre.
La vita prospera sotto il ghiaccio antartico
La vita esiste anche senza luce solare. Si trova sepolta per milioni di anni sotto chilometri di ghiaccio. Non è fantascienza, ma pura realtà. Nelle profondità dell’Antartide, prosperano interi mondi microbici. Questa scoperta rivoluziona il nostro modo di vedere la capacità della Terra di ospitare la vita. Ci è d’aiuto anche nella ricerca di forme di vita altrove.
Antichi microbi sotto il ghiaccio
Nel 2013, i ricercatori hanno trovato diverse comunità microbiche nel lago subglaciale Whillans. Questo lago si trova sotto 800 metri di ghiaccio nell’Antartide occidentale. Lì la vita persiste nell’oscurità più completa. Questi organismi sopravvivono grazie all’energia chimica, non alla luce solare. Questa scoperta è stata fatta dal progetto Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling (WISSARD).
Il team WISSARD ha prelevato campioni dell’acqua e dei sedimenti del lago. Il dottor John Priscu, scienziato capo del WISSARD presso la Montana State University, ha confermato la presenza di microbi attivi. Il suo team ha pubblicato i risultati su Nature nel 2013. I batteri partecipavano al ciclo di elementi come l’azoto e lo zolfo.
L’ambiente unico dell’Antartide
L’Antartide detiene circa il 90% dell’acqua dolce della Terra, bloccata nelle sue enormi calotte di ghiaccio. Le calotte glaciali dell’Antartide orientale e occidentale coprono quasi 14 milioni di chilometri quadrati. Hanno uno spessore medio di oltre 2.160 metri. Sotto questa enorme massa di ghiaccio esiste un ambiente unico.
Il calore geotermico scioglie il ghiaccio basale. Questo scioglimento crea vaste reti di acqua liquida. Gli scienziati hanno trovato oltre 400 laghi e fiumi subglaciali. Molti di questi sistemi acquatici sono rimasti isolati per millenni. Questo isolamento crea pressioni evolutive uniche.
Perforare per trovare vita nascosta
Il lago Vostok è stato il primo lago subglaciale scoperto. Scienziati russi hanno trovato questo enorme lago nel 1996. Si trova sotto 3.700 metri di ghiaccio nell’Antartide orientale. Le immagini radar hanno rivelato un corpo d’acqua delle dimensioni del lago Ontario. La sua profondità estrema e il suo isolamento lo hanno reso un obiettivo di studio fondamentale.
Le squadre russe hanno perforato verso il lago Vostok per decenni. Nel febbraio 2012, hanno finalmente raggiunto la sua superficie. Successive analisi hanno confermato la presenza di microbi nel lago. Il dottor Brent Christner della Louisiana State University ha condotto uno studio su Nature nel 2013. La sua ricerca ha identificato batteri che partecipavano al ciclo del ferro e dello zolfo. Questi organismi rappresentano una forma di vita unica e antica.
Il lago Vostok, il primo lago subglaciale scoperto, si trova sotto 3.700 metri di ghiaccio nell'Antartide orientale. Scienziati russi hanno trascorso decenni a perforare il ghiaccio, raggiungendo finalmente la sua superficie nel 2012 per accedere alle sue acque antiche e isolate e alla vita microbica unica al suo interno. (Fonte: livescience.com)
Il progetto WISSARD ha realizzato il primo campionamento pulito di un lago subglaciale presso il lago Whillans nel gennaio 2013. I ricercatori hanno utilizzato la perforazione ad acqua calda. Questa tecnica minimizza la contaminazione superficiale. I carotaggi di sedimenti hanno mostrato un ecosistema microbico attivo. Gli organismi producevano energia metabolizzando ammonio e metano.
La dottoressa Jill Mikucki, geomicrobiologa presso l’Università del Tennessee, faceva parte del team WISSARD. Ha evidenziato la diversità della vita presente. Questi microbi erano attivi, non quiescenti. Erano una comunità autosufficiente sotto il ghiaccio. Questo ha dimostrato direttamente una profonda biosfera subglaciale.
Nel 2019, il progetto Subglacial Antarctic Lakes Scientific Access (SALSA) ha esplorato il lago Mercer. Questo lago si trova a circa 600 chilometri dal lago Whillans. Il team SALSA ha utilizzato tecniche di perforazione pulita simili. Hanno recuperato campioni di sedimento dal fondo del lago. Questi campioni contenevano nuove scoperte.
I ricercatori hanno trovato microbi e organismi multicellulari. Questi includevano tardigradi e piccoli crostacei. La dottoressa Mikucki ha nuovamente contribuito ad analizzare i risultati. Questi animali probabilmente vivono in canali di acqua di fusione collegati a sistemi di superficie. Probabilmente non sono isolati per milioni di anni come i microbi profondi. Questo suggerisce un ambiente subglaciale più connesso di quanto si pensasse in precedenza.
La sopravvivenza estrema della vita
Gli ecosistemi subglaciali vivono in costante oscurità. La fotosintesi, alimentata dalla luce solare, è impossibile qui. Invece, questi organismi si affidano alla chemoautotrofia. Questo processo estrae energia dalle reazioni chimiche. I minerali nel substrato roccioso forniscono il combustibile chimico. Questi includono composti di zolfo, ferro e azoto.
Il calore geotermico contribuisce a questi processi chimici. Guida reazioni che creano fonti di energia per i microbi. L’enorme pressione del ghiaccio sovrastante modella anche questi ambienti. Gli organismi devono adattarsi a pressioni estreme e temperature prossime allo zero. Il loro metabolismo è spesso molto lento. Hanno enzimi specializzati per funzionare al freddo.
Il substrato roccioso stesso costituisce una parte vitale dell’ecosistema. La biosfera profonda del sottosuolo si estende nelle fratture della roccia. L’acqua scorre attraverso queste fessure, trasportando minerali e gas disciolti. Il lavoro precedente della dottoressa Mikucki su Blood Falls lo ha dimostrato. Questa salamoia ricca di ferro scorre da sotto il ghiacciaio Taylor. La sua chimica unica supporta una distinta comunità microbica. Mostra come le interazioni roccia-acqua alimentino la vita.
I tardigradi, noti anche come orsi d'acqua, sono stati tra i sorprendenti organismi multicellulari scoperti in campioni di sedimento dal lago subglaciale Mercer in Antartide. Questi micro-animali incredibilmente resilienti suggeriscono un ambiente subglaciale più connesso di quanto si pensasse in precedenza, sfidando le ipotesi di ecosistemi isolati nel ghiaccio profondo. (Fonte: swoop-antarctica.com)
Cosa significa questo per la vita oltre la Terra
Gli ecosistemi subglaciali dell’Antartide fungono da analoghi terrestri vitali. Forniscono modelli per la potenziale vita oltre la Terra. Lune ghiacciate come Europa (Giove) ed Encelado (Saturno) hanno oceani sotterranei. Questi oceani probabilmente contengono acqua liquida. Hanno anche condizioni simili di oscurità e alta pressione.
La NASA finanzia attivamente la ricerca negli ambienti subglaciali antartici. La comprensione della vita estrema sulla Terra fornisce indicazioni preziose per le missioni di astrobiologia. Future sonde verso lune ghiacciate cercheranno vita simile. Le lezioni dall’Antartide sono direttamente applicabili. Guidano la progettazione degli strumenti e le strategie di ricerca.
Il cambiamento climatico introduce nuove complessità per questi sistemi. Lo scioglimento delle calotte di ghiaccio potrebbe collegare ambienti precedentemente isolati. Ciò potrebbe introdurre nuovi organismi o alterare quelli esistenti. Tali cambiamenti potrebbero avere significative conseguenze ecologiche. Gli scienziati danno priorità a un’esplorazione attenta e pulita. Lo Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) stabilisce linee guida rigorose. Queste regole prevengono la contaminazione di ambienti subglaciali incontaminati. Proteggere questi ecosistemi unici è essenziale per studi futuri.
Domande frequenti
Q1: Quanto è profondo il ghiaccio sopra questi ecosistemi? La copertura di ghiaccio varia significativamente. Ad esempio, il lago Whillans si trova sotto 800 metri di ghiaccio. Il lago Vostok è coperto da quasi 3.700 metri di ghiaccio.
Q2: Cosa mangiano questi microbi? Questi organismi utilizzano principalmente energia chimica. Ricavano questa energia dai minerali nel substrato roccioso. Consumano composti di zolfo, ferro e azoto.
Q3: Ci sono animali più grandi sotto il ghiaccio? Sì, il progetto SALSA ha scoperto organismi multicellulari nel lago Mercer. Questi includono tardigradi e piccoli crostacei. Probabilmente vivono in canali di acqua di fusione, non in aree profondamente isolate.
Q4: Perché questo è importante per l’esplorazione spaziale? Questi ecosistemi fungono da modelli per la vita sulle lune ghiacciate. Lune come Europa ed Encelado hanno oceani sotto il loro ghiaccio. Studiare la vita antartica aiuta gli scienziati a cercare vita extraterrestre.
Scoperti dal progetto SALSA nel lago subglaciale Mercer in Antartide, questi piccoli crostacei sono esempi di vita multicellulare complessa che prospera in ambienti estremi e isolati sotto centinaia di metri di ghiaccio, sfidando la nostra comprensione della resilienza della vita. (Illustrazione generata dall'IA)
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