Міжнародна команда вчених проаналізувала хімічні відбитки мікробів, витягнутих з донних відкладень і води підлідного озера Мерсер-Лейк. Вчені описали процеси, в результаті яких мікроби отримують вуглець — джерело енергії, і як працює в таких суворих умовах вуглецевий цикл.
Хребти тиску утворюються біля станції Мак-Мердо в Антарктиді. Тут стикаються морський лід і шельфовий льодовик Росса. Це місце є домом тюленів, де вони народжують дитинчат. Kathy Kasic, Billy Collins
Підлідні озера, де не буває денного світла, вивчені сьогодні набагато гірше, ніж, наприклад, марсіанські долини. Але можна сказати напевно: де є вода, там є життя. Навіть якщо ця вода знаходиться на дні холодного озера, в непроглядній темряві, під кілометровою товщею Західно-Антарктичного льодовикового щита.
Ще недавно вважалося, що лід над озером Мерсер залишається стабільним протягом сотень тисячоліть. Але нова робота показала, що озеро було пов’язане з океаном близько 6000 років тому, а Західно-Антарктичний льодовиковий щит був меншим, ніж сьогодні.
Західно-Антарктичний льодовиковий щит тоді відступив щонайменше на 250 кілометрів углиб материка, а потім знову просунувся до океану, щоб зайняти місце на якому він знаходиться сьогодні.
Вчені взяли зразки з озера Мерсер, розташованого в декількох сотнях кілометрів від Південного полюса в рамках експедиції Subglacial Antarctic Lake Scientific Access, або SALSA. Вчені працювали в Антарктиді з грудня 2018 року по січень 2019 року. Команда використовувала спеціальний чистий бур і гарячу воду для вилучення найдовшого на сьогодні керна з підлідного озера — більше 2 метрів.
Це лише другий випадок в історії, коли вчені витягли ядро осадових порід з підлідного озера (перше було вилучено з озера Вілланс у 2013 році).
Команда використовувала геохімічні методи, включаючи аналіз ізотопів та радіовуглецеве датування, щоб з’ясувати, як вуглець циркулює в системі. Вони об’єднали ці дані з відомими оцінками мікробного метаболізму, щоб математично підтвердити, коли лінія залягання Західно-Антарктичного льодовикового щита відступила. Виявилося, що запаси вуглецю потрапили в озеро 6000 років тому.
Мікроби в озері живляться вуглецем, який утворився 6000 років тому, коли регіон ще був пов’язаний з океаном. “В озері Мерсер, крім вуглецю, що потрапив сюди 6 000 років тому, мікроби можуть використовувати хімічну енергію фізичних процесів, пов’язаних з самим крижаним щитом», — говорить співавтор роботи Брент Крістнер.
При русі льоду знаходиться під ним порода подрібнюється, і дрібні частинки розчиняються у воді. Мікроби — переважно бактерії та археї – використовують ці мінерали для отримання енергії в процесі, який називається хемосинтезом. Археї – це мікроорганізми, відмінні від бактерій, які були виявлені і в інших екстремальних середовищах, таких як гарячі джерела на суші і гідротермальні джерела в глибинах океану.
Мікроби також використовують вуглець, який надходить в озеро з водойм, розташованих вище за течією. Крижані озера Антарктиди більше схожі на річкові системи, ніж на закриті водойми.
Якщо весь Західно-Антарктичний льодовиковий щит розтане, то, за деякими оцінками, це призведе до підвищення рівня моря майже на 3 метри.
За оцінками вчених, в Антарктиді існує понад 650 підльодовикових озер, так що поки вчені буквально дряпнули поверхню величезної області досліджень. Але одне можна сказати напевно, каже Вентуреллі: вивчення основи льодовика, особливо води та осаду в цих системах підлідного озера, варто докласти зусиль.