La ricerca della vita nei laghi subglaciali dell'Antartide

Che io abbia una malcelata passione per l'Antartide è cosa risaputa sia tra la cerchia di amici di viaggio che tra chi legge il blog. Una passione che lega l'esplorazione in senso stretto a tematiche prettamente scientifiche. 

La ragione è duplice, legata da una parte all'idea "romantica" dell'essere la nostra ultima frontiera, in un mondo sempre più incancrenito dalla antropizzazione, e dall'altra l'essere il luogo in cui sono, letteralmente, sepolte informazioni biologiche e geologiche sul nostro pianeta.

Sia chiaro nulla (o almeno credo) che abbia attinenza a civiltà scomparse, ad alieni o ultimo rifugio di fantomatiche organizzazioni in stile Spectra (tra quelle più in voga in certi ambienti di "controkultura" del passato, quella di una base nazista in cui si sarebbero rifugiati i gerarchi in fuga ... ).

Un luogo in cui è possibile, scavando in profondità, raggiungere aree dove il ghiaccio cede il passo a laghi sotterranei in cui la vita, o  le sue tracce fossili, potrebbe essere rimasta isolata ed indisturbata per decine di migliaia di anni. Certamente l'Antartide sta correndo un rischio elevato oggi più che mai, preda ambita per la scoperta di giacimenti minerari di interesse economico, soprattutto per nazioni notoriamente immuni da ogni consapevolezza ecologica (la Cina è un esempio concreto).

Il luogo si presta inoltre sia ad osservazioni astronomiche, date le caratteristiche di quasi nulla umidità atmosferica, che a studi scientifici come quelli condotti  dalla ESA nella base italo-francese Concordia di cui ho già parlato in passato.

Oggi però mi interessa la parte biologica cioè le ricerche sulle tracce di vita (fossile per il momento) rilevate nelle profondità dei ghiacci dai ricercatori. 

Ai fan della SF la prima cosa che verrà in mente è il film "La Cosa" del mitico John Carpenter. Fortunatamente non si tratta di incontri dello stesso tenore drammatico. 

La notizia è il rinvenimento delle carcasse di piccoli animali in un antico lago antartico sepolto a centinaia di metri di profondità. Studio condotto dai ricercatori del SALSA (Subglacial Antarctic Lakes Scientific Access).

La superficie del pianeta ha subito profondi rimodellamenti a causa della deriva delle placche tettoniche. Negli ultimi 280 milioni di anni siamo passati da un supercontinente allo stato attuale. Limitandoci ad un intervallo di tempo più "recente" come il Cretaceo (circa 90 milioni di anni fa), l'Antartide non solo si trovava a latitudini meno estreme ma le temperature erano tali che il ghiaccio mancava anche ai poli. Risultato è che aree oggi "deserte" erano un tempo ricche di flora e fauna. Sebbene la temperatura si sia progressivamente abbassata con congelamenti e scongelamenti, la glaciazione "definitiva" è avvenuta alla fine del miocene  (credit: giphy)

In tempi "più recenti", pur all'interno di una sostanziale glaciazione diffusa, la temperatura media (dati riferiti all'area di Vostok, Antartide) è variata in modo ciclico all'interno di un intervallo di una decina di gradi. Variazioni sufficienti per consentire, almeno in alcune aree, il temporaneo "ripopolamento" biologico (pur se limitato nella tipologia). Un dato che spiega i resti fossili relativamente recenti, trovati nelle profondità dei ghiacci. (credit: NOAA via wikipedia)

  La notizia non è tanto nei fossili, "facili" da trovare in alcune aree dell'Antartide perennemente prive dei ghiacci, ma nell'averle identificate in profondità e databili ad un epoca in cui l'Antartide era già ghiacciata.

La McMurdo valley, vicino alla baia di Ross, è il tipico esempio di zona senza ghiaccio ma pur sempre freddissima. La ragione è legata ad una orometria che non favorisce il transito delle nubi e, a cascata, in un clima molto secco. Aree simili, anche se meno estese, sono catalogate come "oasi antartiche"

I ritrovamenti avvenuti nel lago subglaciale Mercer (1000 sotto la superficie e distante 600 km dal polo), sono quelli di resti di crostacei e di un tardigrado, che ad una prima analisi risalgono ad alcune decine di migliaia di anni fa. La scoperta non è stata casuale ma è il risultato di una attività di carotaggio dell'area finalizzata all'identificazione di tracce biologiche.
La tipologia dei resti ha fatto sollevare più di un sopracciglio ai biologi perché si tratta di animali che prediligono altre aree come dimostra la maggior frequenza di ritrovamenti nelle montagne circostanti. L'ipotesi attuale è che siano resti di animali che vivevano in prossimità di quelli che all'epoca erano stagni e ruscelli nei Monti Transantartici, distanti 50 chilometri dal lago, e poi trascinati a valle e in profondità fino al lago. fin qui. Se questo è il caso la datazione dovrebbe essere fatta risalire a due intervalli di tempo, compatibili con periodi di ritiro dei ghiacci, cioè 10 mila o 120 mila anni fa.
Probabile che il ritrovamento nel lago Mercer sia frutto dell'opera di dilavamento delle acque subglaciali dalle montagne verso il lago oppure che sia stato il blocco di ghiaccio in cui erano intrappolati ad essere stato spinto fino alla posizione attuale dall'avanzamento dei ghiacciai.

L'unica altra spedizione di cui sia a conoscenza che abbia cercato resti in un lago subglaciale antartico è quella del 2013 nel lago Whillans: qui i ricercatori trovarono letteralmente migliaia di specie microbiche, prive di capacità fotosintetica con un metabolismo centrato sull'ossidazione di metano e ammoniaca presenti nei fondali, ma nessun eucariote superiore.

In alternativa le altre due ipotesi formulate sono che il lago subglaciale avesse al tempo abbastanza ossigeno da permettere la vita di piccoli organismi acquatici che si nutrivano di batteri oppure che gli animali fossero arrivati dall'oceano attraverso lingue di acqua marina penetrata sotto le centinaia di metri di calotta ghiacciata, nei periodi di maggiore "riscaldamento". Organismi rimasti poi intrappolati in sacche di acqua interna dopo la chiusura dei ghiacci.

Qualcosa di simile è in effetti avvenuto in altre parti dell'Antartide, sebbene localizzate in aree meno "estreme" di quella del lago Mercer. Aree in cui il graduale sollevamento del continente ha trasformato le baie oceaniche poco profonde in laghi isolati sepolti da una coltre di ghiaccio che però permetteva il passaggio di luce sufficiente alla fotosintesi di alghe microscopiche, da cui il nutrimento per i crostacei "intrappolati"; un ecosistema rimasto inalterato per alcune migliaia di anni.
I laghi come il Mercer sono tuttavia luoghi ben più estremi dove nessuna luce solare può arrivare.
Gli unici organismi che potrebbero qui sopravvivere (fungendo a loro volta da cibo in un ecosistema in cui fossero presenti crostacei) potrebbero essere solo microbi chemotrofi, capaci di ricavare energia da alcuni minerali e/o materia organica residuale di epoche passate.
Una ipotesi che i biologi ritengono poco credibile perché la crescita dei batteri in queste condizioni non sarebbe tale da garantire cibo a sufficienza anche al più piccolo degli animali acquatici intrappolati nel lago.
La prima ipotesi (crostacei originari dei monti Transartici) è ritenuta la più credibile anche perché in una regione per certi versi simile come la McMurdo Valley, sono presenti (vivi e fossili) animali "imparentati" con i fossili del lago Mercer.

Prima di tornare alla base, nei primi giorni del 2019, i ricercatori hanno sigillato il pozzo di carotaggio per prevenire contaminazioni esterne. Una volta disponibili i risultati della datazione al radiocarbonio si potrà avere una stima più affidabile dell'età dei resti e con essa una migliore comprensione dell'ecosistema lì sviluppatosi per centinaia o migliaia di anni.

La domanda a cui le future missioni dovranno rispondere è se c'è ancora qualcosa di vivo (oltre ai microbi) nel lago.


Video del carotaggio

A Glimpse of Mercer Subglacial Lake - SALSA Science Team from SALSA Antarctica on Vimeo.

Il "lago dimenticato dal tempo" che si trova sepolto sotto i ghiacci Antartici.
Image credit: columbia.edu

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Fonte
- Salsa-antarctica.org website

-Lake Mercer Update: An Unprecedented Window into Subglacial Lake Draining
salsa-antarctica.org