Lake Mercer, een subglaciaal meer diep onder Antarctica, bleef duizenden jaren onaangeroerd – tot nu dan.
Wetenschappers ontdekten het meer bij toeval in 2007, toen ze satellietbeelden bestudeerden van de ijskappen. Op 26 december 2018 bereikten ze het meer.
Om het 15 meter diepe meer in kaart te brengen, boorden wetenschappers van SALSA (Subglacial Antarctic Lakes Scientific Access) een gat in het ijs met een diepte van één kilometer. Dit deden ze met een boor met een dunne boorkop die heet water sproeit. Toen het gat eenmaal klaar was, werden monsters mee terug naar de oppervlakte genomen.
Het team ging ervan uit dat het daarin micro-organismen zou aantreffen – wat het ook deed – maar ze vonden tot hun verrassing ook nog iets anders: de karkassen van minuscuul kleine schaaldieren en de resten van een achtpotige ongewervelde die bekendstaat om zijn vermogen om onder extreme omstandigheden te (over)leven.
Een modderige verrassing
Het SALSA-team slaagde erin een kern van anderhalve meter lengte (de langste ooit uit een subglaciaal meer) naar boven te halen, samen met “zes uit zes perfecte sedimentkernen”. Ze vulden zes 10-literflessen met water en maakten de eerste beelden ooit van het meer. De resultaten werden voor analyse teruggebracht naar het McMurdo-onderzoeksstation, aldus SALSA’s projectblog.
Toen de onderzoekers de restanten van de schaaldieren en de ongewervelde in de monsters aantroffen, dacht de projectleiding in eerste instantie aan een vergissing en dat de kernen "vervuild" waren, schrijft Nature. De hoofdonderzoeker liet zijn medewerkers het materiaal grondig schoonmaken en opnieuw monsters nemen.
Ook de nieuwe monsters bevatten echter kadavers van schaaldiertjes. Niet eerder werd onder een poolkap een soortgelijke ontdekking gedaan.
Lake Mercer is het tweede subglaciale meer dat door de onderzoekers bezocht wordt. Ze boorden in 2013 ook al een gat van 792 meter diep om het nabijgelegen Lake Whillans in kaart te brengen, maar de monsters die hier gevonden werden bevatten geen hogere levensvormen – uitsluitend microben.
Dat er microbiologisch leven in de modder is, is verklaarbaar doordat het gebied een miljoen jaar geleden met zee overdekt was, zegt SALSA's hoofdonderzoeker John Priscu tegen Axios. Maar dat verklaart niet de aanwezigheid van de kadavertjes.
Kortom: de schaaldiertjes en de ongewervelde moeten het Antarctische continent ooit bevolkt hebben en op de een of andere manier vanuit de nabijgelegen bergen in het meer terecht zijn gekomen. In de bergen werden deze organismen eerder aangetroffen. Stromend water of een gletsjer zou hiervoor verantwoordelijk kunnen zijn, schrijft Nature.
Hoe bereik je een meer onder het ijs?
Subglaciaal Antarctica wordt gevormd door een uitgebreid netwerk van waterwegen. Stromen en rivieren verbinden honderden waterreservoirs en meren onder het ijs, en deze waterinfrastructuur is in de loop van Antarctica's geschiedenis veranderd. Wetenschappers hopen meer te weten te komen over de geschiedenis van Antarctica door die veranderingen te relateren aan klimaatverandering.
"Antarctica is de enige plek op aarde die nog niet helemaal is aangetast door de mens. Het is daardoor bij uitstek het laboratorium om leven en biodiversiteit te bestuderen – en de geschiedenis van de ijstijden", zegt directeur Ross Virginia van Dartmouth College's Institute of Arctic Studies tegen Business Insider.
Het bestuderen van hoe Antarctica's subglaciale waterwegen zich ontwikkelen is bovendien een cruciale vinger aan de pols om de opwarming van de aarde te in de gaten te houden.
"De evolutie van ijskappen en ijsbergen zijn belangrijke indicatoren van een stijgende zeespiegel", zegt Virginia.
Onderzoek doen naar Antarctica's subglaciale waterwegen is echter extreem lastig.
Virginia werkt al weer bijna 30 jaar aan de studie van Antarctica's "Dry Valleys" en heeft ook veel met hoofdonderzoeker Priscu van SALSA samengewerkt. Het boren in deze omstandigheden, zegt hij, lijkt veel op wat de NASA doet wanneer het nieuwe werelden zoekt – "het in quarantaine houden van terugkerende astronauten en het steriel houden van het instrumentarium".
Besmetting en vervuiling kunnen kostbaar en belangrijk onderzoek ruïneren, en wetenschappers op het verkeerde been zetten.
"We gaan altijd zorgvuldig om met contaminatie", zegt Virginia. "Je wilt ondergrondse en geïsoleerde ecosystemen niet blootstellen aan organismen die je van boven meeneemt."
Daarom is een excellent instrumentarium van uitzonderlijk belang.
Het SALSA-team gebruikte een zogeheten "corer" – een soort buis die in het ijs geboord wordt – van het Woods Hole Oceanographic Institute. Hoewel het gat een diameter had van niet meer dan 60 centimeter, konden de onderzoekers de corer 1 kilometer naar beneden geleiden. Nadat de corer het sediment beneden had geraakt, werd hij weer naar de oppervlakte getrokken.
Het pad effenen om in andere extreme omstandigheden te boren
Juist omdat de hele operatie zo ingewikkeld was, kunnen belangrijke lessen getrokken worden uit het SALSA-project voor het boren onder extreme omstandigheden – misschien zelfs wel voor het boren op andere planeten.
Veel dichter bij eventueel boren in de vloeibare zee op Europa, een van Jupiters manen, komen we met boren in Antarctica niet, zegt professor Aardwetenschappen Mark Skidmore van de Montana State University tegen Axios.
Deskundigen vermoeden dat, als er al buitenaards leven binnen ons zonnestelsel bestaat, we dit mogelijk vinden in Europa's oceanen.
Het boren onder Antarctica heeft echter ook nut voor de planeet aarde.
Een van Virginia's grootste angsten is dat de grote platen drijvend pakijs aan de randen van het continent van onderaf smelten als gevolg van opwarmend water. Vorig jaar was het warmste jaar voor de oceanen.
Als het pakijs van onderaf smelt, verliest het haar "structurele integriteit". Als het pakijs desintegreert, zou een enorme hoeveelheid continentaal ijs in zee terecht kunnen komen – zo'n gebeurtenis heet een "pulse" en veroorzaakt een snelle stijging van het zeeniveau.
"Het pakijs fungeert als een dam", zegt Virginia.
Op een bepaalde manier reageert Antarctica op klimaatverandering, terwijl het tegelijkertijd klimaatverandering beïnvloedt.