Озера под антарктическим ледяным покровом могут быть более пригодными для жизни, чем считалось ранее. Это означает, что количество присутствующих там бактерий также больше.
К такому выводу пришли ученые в рамках нового исследования, помогающего определить лучшие места для поиска микробов, уникальных для данного региона, проживавших в изоляции и эволюционирующих индивидуально в течение миллионов лет. Работа может дать представление об аналогичных озерах под поверхностью ледяных лун, вращающихся вокруг Юпитера и Сатурна, и на южной ледяной шапке Марса.
Озера могут образовываться под толстым ледяным щитом Антарктиды, где вес льда вызывает огромное давление у основания, понижая температуру плавления. Это, в сочетании с мягким нагревом изнутри Земли и изоляцией льда от холодного воздуха наверху, позволяет скапливаться жидкой воде.
Более 400 из этих «подледниковых» озер были обнаружены под ледниковым щитом Антарктики, многие из которых были изолированы друг от друга и от атмосферы в течение миллионов лет.
Это означает, что любая жизнь, присутствующая в этих озерах, имеет такой же возраст. Она может дать представление о том, как организмы адаптируются и развиваются в постоянных экстремальных холодных условиях, которые ранее были реальностью для Земли.
Ученые успешно пробурили лед до двух небольших озер на краю ледяного покрова, где вода может быстро входить или выходить. Исследования выявили микробную жизнь подо льдом, но вопрос о том, как изолированность под центральным ледниковым покровом влияет на жизнь, остается открытым.
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые из Имперского колледжа Лондона, Лионского университета и Британской антарктической службы показали, что подледные озера могут быть более гостеприимными, чем кажется на первый взгляд.
Поскольку отсутствует доступ к солнечному свету, микробы в этих средах получают энергию не за счет фотосинтеза, а за счет обработки химикатов. Они сконцентрированы в отложениях на дне озер, где, как считается, жизнь бурлит.
Однако для того, чтобы она была более разнообразной и, следовательно, ее было легче выявлять и обнаруживать, вода в озере должна перемещаться, чтобы отложения, питательные вещества и кислород могли распределяться более равномерно.
В озерах на поверхности Земли это перемещение вызывается ветром и солнечным нагревом, приводящим к созданию конвекционных потоков. Поскольку эти факторы не могут воздействовать на подледниковые озера, можно предположить, что перемещения нет.
Однако команда разработчиков нового исследования обнаружила, что другого источника тепла достаточно, чтобы вызвать конвекционные потоки в большинстве подледниковых озер. Геотермальное тепло поднимается из недр Земли и генерируется комбинацией тепла, оставшегося от образования планеты и распада радиоактивных элементов.
Исследователи подсчитали, что это тепло может стимулировать конвекционные потоки в подледных озерах, которые взвешивают мелкие частицы отложений и перемещают кислород, позволяя большей части водоема быть пригодной для жизни.
Ведущий исследователь доктор Луи Кустон из Лионского университета и Британской антарктической службы отмечает: «Вода в озерах, изолированных под антарктическим ледяным покровом в течение миллионов лет, не является неподвижной; течение на самом деле довольно динамично, оно достаточно, чтобы вызвать взвешивание мелкого осадка в воде. Благодаря динамическому течению воды весь водоем может быть обитаемым, даже если больше жизни остается сосредоточено внизу. Это меняет наше понимание того, как эти среды обитания работают и как их можно исследовать в дальнейшем».
Прогнозы исследователей вскоре могут быть проверены, поскольку команда из Великобритании и Чили планирует в ближайшие несколько лет сделать пробу озера под названием Lake CEC. Образцы, взятые с глубины озера, покажут, где именно обитают микробы.
Прогнозы также могут быть использованы для создания теорий о жизни в других частях Солнечной системы, как объясняет соавтор, профессор Мартин Зигерт, содиректор Института грантов изменения климата и окружающей среды: «Теперь наши глаза обращаются к предсказанию физических условий в резервуарах с жидкой водой на ледяных лунах и планетах. Физика подледниковых водяных карманов похожа на Землю и ледяные луны, но геофизические условия совсем другие, что означает, что мы работаем над новыми моделями и теориями. С новыми миссиями, нацеленными на ледяные луны и увеличивающимися вычислительными возможностями, это прекрасное время для астробиологии и поиска жизни за пределами Земли».