I ricercatori utilizzano una tecnologia di Xylem per esplorare le origini della vita sulla Terra

Che cosa può rivelare un lago antartico sulle origini della vita sulla Terra e come può aiutarci a orientare le nostre ricerche di tracce di vita su Marte? Queste sono alcune delle domande a cui i ricercatori si augurano di rispondere utilizzando la tecnologia YSI per addentrarsi nelle profondità del Lake Untersee in Antartide. Uniamoci a loro in un viaggio di 3 miliardi di anni nel passato.

Immergendosi sotto 3 metri di ghiaccio nelle acque gelide del Lake Untersee, Dale Andersen entra in un mondo a parte rispetto al resto dell’Antartide. Mentre scende con la sua muta, intravede delle piccole strutture a forma di cono dette anche stromatoliti, disseminate su tutto il fondale del lago. Questi coni di 30–60 cm sono stati formati nel corso di eoni, uno strato submillimetrico dopo l’altro, da un cianobatterio denominato Phormidium.

Finché Andersen e colleghi non hanno scoperto gli stromatoliti, non erano mai stati trovati in un ambiente moderno e rimanevano soltanto un ricordo di un tempo in cui tutti gli occupanti della terra erano solamente microbi.

“È come una cartolina di 3 miliardi di anni fa”, afferma Andersen. “Per chi desidera visualizzare come appariva un ecosistema a quei tempi, questi laghi antartici offrono una riproduzione straordinaria dei primissimi paesaggi microbici del pianeta”.

Una finestra sul passato, ma anche su altri pianeti

Andersen è ricercatore senior al Carl Sagan Center del SETI Institute, organizzazione volta alla ricerca e allo studio della vita e dell’intelligenza nell’universo.

Nonostante Andersen si immergesse nel Lake Untersee da più di 10 anni, non aveva ancora avuto la visione unica del suo paesaggio di coni. In effetti, come sottolinea, “hanno camminato più persone sulla Luna di quante abbiano visto di persona il fondale di questo lago”.

“La comprensione di questi ambienti pre-paleolitici o delle prime biosfere sul nostro pianeta è fondamentale per la ricerca di tracce di vita altrove”, aggiunge Andersen.

“Ad esempio, lo studio di questi omologhi antartici può fornire un’idea preziosa degli albori di Marte. Magari un tempo sono esistiti degli ecosistemi microbici anche su questo pianeta, non esattamente gli stessi dei laghi antartici, ma piuttosto simili”.

“Le ricerche sulle comunità stromatolitiche nel lago potranno contribuire a orientare la ricerca di tracce di vita nei sedimenti paleo-lacustri di Marte. Inoltre, le regioni anaerobiche sul bacino meridionale dell’Untersee potranno aiutarci a definire esattamente che cosa cercare negli oceani di Encelado ed Europa, le lune esterne di Giove e Saturno”.

La misurazione della qualità dell’acqua con le sonde YSI

Situato nelle montagne della Terra della Regina Maud in Antartide Orientale, il Lake Untersee è ricoperto di ghiaccio per tutto l’anno. Per raggiungerlo, un gruppo interdisciplinare di ricercatori ha dovuto volare in Antartide da Città del Capo, Sudafrica, atterrare sulla pista ghiacciata della stazione di ricerca di Novolazarevskaya in Russia e da qui attraversare il ghiaccio con un viaggio di un giorno intero in motoslitta.

Una volta allestito il campo, i ricercatori hanno iniziato a praticare un foro nel ghiaccio versando dell’acqua calda all’interno di una carota cilindrica per sciogliere gradualmente il ghiaccio e creare un’apertura sufficientemente grande per immergersi nel lago. Questa operazione può richiedere più di 24 ore e per immergere gli strumenti e prelevare i campioni d’acqua vengono realizzati degli altri fori più piccoli di circa 25 cm.

Andersen è molto meticoloso sulla raccolta di misurazioni di qualità attraverso le colonne d’acqua e a tal scopo utilizza una sonda multiparametrica YSI EXO2 con sensori intelligenti di torbidità, contenuto totale di alghe, pH, potenziale di ossidazione-riduzione (ORP), sostanza organica disciolta fluorescente (fDOM), ossigeno disciolto (DO) e conduttività.

Abbassando lentamente la sonda di un metro o addirittura mezzo metro per volta, e sempre con un occhio al software, il team può individuare le minime variazioni di temperatura, livello di ossigeno e composizione chimica.

Uno sguardo all’impatto del riscaldamento globale

Al di sotto della superficie ghiacciata, normalmente il Lake Untersee è un ambiente molto omogeneo, con un ricircolo d’acqua lentissimo. Infatti, Andersen spiega che una particella può impiegare circa un mese per attraversare tutti i 6,5 km di lunghezza del lago, ma sarebbe comunque un evento eccezionale.

All’inizio del 2019, esaminando i dati altimetrici satellitari, Andersen e colleghi hanno notato un aumento improvviso di 2 metri del livello dell’acqua del Lake Untersee. Probabilmente era ceduta una diga di ghiaccio nel Lake Obersee, situato a circa 6 km di distanza, rilasciando un volume stimato di 17,5 milioni di metri cubi d’acqua nel Lake Untersee nel giro di 3 settimane.

In base alle osservazioni e alle misurazioni seguenti, Andersen lo ha paragonato a un evento che avrebbe richiesto 300–500 anni. Al ritorno sul Lake Untersee nel novembre 2019, Andersen ha immediatamente calato una sonda multiparametrica per misurare la qualità dell’acqua nel lago.

“A causa di questa inondazione, siamo stati testimoni di un cambiamento radicale di chimica dell’acqua”, sottolinea Andersen. “Questo tipo di misurazioni è molto importante per aiutarci a comprendere l’impatto che potrà avere il riscaldamento globale sull’ecosistema microbico del Lake Untersee nei prossimi anni”.

Mentre Andersen descrive il mondo che sta esplorando al di sotto del ghiaccio antartico, il rover Perseverance della NASA trasmette gigabyte di immagini dalla superficie di Marte. Nonostante il Perseverance si trovi a 227 milioni di km dal Lake Untersee, i due mondi hanno diversi tratti in comune e gli scienziati possono sfruttare le foto di entrambi sia per approfondire le origini della vita sul nostro pianeta che per cercare eventuali tracce di vita sugli altri.

Guarda il video: Cold Warriors: Diving for Science in Antarctica

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Tutte le fotografie: ©Dale T. Andersen